Спосіб виготовлення труб з полімерних композиційних матеріалів для конструкцій літальних апаратів

Одайський, СО, Потапов, ОМ, Федоренко, СВ, Щудро, АП, Кулик, АС
https://doi.org/10.15407/knit2020.05.022
Мова публікації: українська
Анотація: 
При проєктуванні літальних апаратів широко використовуються рамні силові конструкції, в яких для зменшення масогабаритних характеристик застосовуються композитні стрижньові елементи. Для вирішення проблем виготовлення стрижневих елементів з полімерних композиційних матеріалів було розроблено технологію виготовлення вуглепластикових труб з використанням наявного верстата для намотування вуглецевого волокна, що забезпечує необхідну міцність і жорсткість переважно у поздовжньому напрямку. При розрахунках стрижневих елементів слід врахувати всі навантаження, які будуть впливати на конструкцію з урахуванням коефіцієнта термічного розширення. Для досягнення необхідних фізико-механічних і теплофізичних характеристик оптимальною схемою армування з квазіпоздовжнім напрямком волокон.
Розроблено спосіб виготовлення з використанням технологічного прийому, що дозволяє отримати схему армування з орієнтацією волокон в квазіпоздовжньому напрямку з кутом армування близько 1° комбінованим методом пошарового намотування вуглецевого волокна та викладення пакетів припрегів на формоутворювальну оправку з подальшим термічним зшиванням полімерної матриці. В результаті технологічного відпрацювання були отримані зразки вуглепластикових стрижневих елементів, на яких провадилося тестування розрахункових характеристик. З метою перевірки фізико-механічних і теплофізичних характеристик визначались межі міцності і модулі пружності при згинанні, при крученні і при стисненні, визначався також коефіцієнт температурного розширення. Отримані характеристики залежностей модуля пружності матеріалу дослідних зразків труби від кута орієнтації волокон корелюють з теоретичними розрахунками.
На представлений спосіб отримано патент України № UA 128613.
Ключові слова: вуглепластик, намотування вуглецевого волокна, стрижневий елемент, схема армування, труба
References: 
1. Карпов Я. С. Проектирование деталей и агрегатов из композитов. Харків: ХАІ, 2010.
2. Коваленко В. А., Малков И. В., Сировой Г. В., Сохач Ю. В. Исследование терморазм еростабильности ферменных конструкций космических аппаратов. Харьков: Нац. аерокосмичный ун-т., 2011. С. 20—34.
3. Малков І. В. Научные основы технологии формообразования намоткой углепластиковых элементов ферменных конструкций космических аппаратов: дис. ... д-ра техн. наук. Луганск, 2001. 451 с.
4. Пат. RU 2415329, МПК F16L9/12. Капустин А. С., Феруленко А. В., Сехин В. А. и др. Способ изготовления трубы из композиционных материалов; заяв. 19.06.2009, опубл. 27.03.2011. URL: https://yandex.ru/patents/doc/RU2415329C2_20110327 (дата звернення 06.08.2019).
5. Пат. RU 2075389. Яиков В. П., Рожков В. Б., Плотников В. И. и др. Способ изготовления трубы из композиционного материала и труба, изготовленная этим способом; заяв. 02.12.1993, опубл. 20.03.1997. URL: https://yandex.ru/patents/doc/RU2075389C1_19970320 (дата звернення 06.08.2019).