×
16.01.2019
219.016.b03e

УЗЕЛ СОЧЛЕНЕНИЯ СТЕРЖНЕЙ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ КОНСТРУКЦИИ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к узлу сочленения стержней пространственной конструкции. Техническим результатом является увеличение прочности конструкции во всех направлениях при увеличении удельной жесткости, снижение коэффициента линейного теплового расширения и материалоемкости изготовления. Технический результат достигается узлом сочленения стержней пространственной конструкции, который выполнен из волокнистого полимерного композиционного материала. Узел содержит стержни 1 квадратного сечения и фитинг 2. Причем фитинг 2 содержит сдвоенные фасонки, образованные группами отличных по форме слоев углеволокнистого полимерного композиционного материала с квазиизотропной схемой армирования [0/45/0/-45], соединенных по зонам стыковки углеволокнистого материала. Каждая фасонка направлена в сторону соединяемого стержня 1 и закреплена с одной из его сторон посредством по меньшей мере двух крепежных соединений 5. 2 н.п. ф-лы, 4 ил., 1 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области антенной техники, в частности к опорам и монтажным устройствам, являющимся элементами конструкции антенн и связанными с ними устройствами, и может быть использовано при изготовлении крупногабаритных высокочастотных антенн наземных и космических систем связи.

Известно изобретение, относящееся к строительным конструкциям в целом, а так же к устройствам и деталям для закрепления или соединения конструктивных элементов или деталей машин (патент США 4449843, 1984). Технический результат достигается конструкцией узла сочленения OctaHub, состоящей из стержневых прокатных элементов, объединенных коннектором на болтах или посредством сварки. Коннектор выполнен сварным или цельным в виде сердечника квадратного сечения со спаренными фасонками по каждой стороне квадрата. Фасонки снабжены отверстиями для соединения со стержнями.

Недостатками указанного технического решения является относительно большой вес, вызванный, по меньшей мере наличием сердечника, а также использованием металлического материала (сталь). Металл имеет относительно большой коэффициент термического расширения, что в свою очередь при эксплуатации ведет к ухудшению размерной стабильности конструкции и, следовательно, ухудшает работу антенны.

Наиболее близкой к заявленному техническому решению является конструкция узла сочленения и способ его изготовления (YuBai, Xiao Yang. Novel Joint for Assembly of All-Composite Space Truss Structures: Conceptual Design and Preliminary Study // Journal of Composites for Construction. Vol. 17, Issuenumber 1, P.130-138. doi: 10.1061/(ASCE)CC. 1943-5614.0000304), используемые в пространственных конструкциях космического аппарата. Узел сочленения стержней пространственной конструкции состоит из фитинга и стержней квадратного сечения. Фитинг состоит из двух крестовин, образующих фасонки для крепления стержней, в центре каждой из крестовин имеется паз (щель), обеспечивающий сборку крестовин в единую структуру для последующего склеивания. Каждая крестовина состоит из четырех L-образных профилей, выполненных из стекловолокнистого полимерного композиционного материала пултрузионным способом и склеенных между собой. На конце стержня предусмотрен паз для соединения с фасонкой узла сочленения, причем размеры паза изменяются в зависимости от положения стержня в пространстве. Каждая фасонка снабжена единичным отверстием для соединения со стрежнем болтовым соединением.

Недостатком вышеописанного технического решения является высокая материалоемкость и трудоемкость изготовления, большой вес, низкая удельная прочность и жесткость, вызванная, в том числе, отсутствием квазиизотропности армирования, относительно высокий коэффициент линейного термического расширения применяемого стекловолокнистого полимерного композиционного материала.

Известный способ изготовления узла сочленения стержней пространственной конструкции предусматривает пултрузионное формование стержней квадратного сечения из стекловолокнистого полимерного композиционного материала и L-образных профилей из стекловолокнистого полимерного композиционного материала с последующей обрезкой L-образных профилей, склейку их между собой с образованием крестовины, формирование паза (щели) обеспечивающего сборку крестовин в единую структуру, последующее склеивание и заполнение всех пустот клеем. Высверливание отверстия в каждой из фасонок для болтового соединения со стержнем, а также формирование паза в стержне по форме фасонки, причем размер паза зависит от положения стержня в пространстве.

Недостатком указанного способа является высокая трудоемкость и материалоемкость изготовления.

Решаемой технической задачей является создание конструкции и способа ее изготовления, позволяющих добиться уменьшения коэффициента линейного термического расширения, увеличения удельной прочности и жесткости при обеспечении низкой материалоемкости и трудоемкости изготовления. Решение данной задачи позволяет признать предложенную совокупность объектов как удовлетворяющую требованию единства изобретения.

Задача решается следующим образом.

Узел сочленения пространственной конструкции, выполненный из волокнистого полимерного композиционного материала, содержит фитинг и стержни квадратного сечения. Новым является то, что фитинг содержит сдвоенные фасонки, образованные группами отличных по форме слоев углеволокнистого полимерного композиционного материала с квазиизотропной схемой армирования [0/45/0/-45], соединенных по зонам стыковки углеволокнистого материала. При этом каждая фасонка направлена в сторону соединяемого стержня и закреплена с одной из его сторон посредством, по меньшей мере, двух крепежных соединений.

Решение задачи в способе достигается тем, что узел сочленения стержней пространственной конструкции изготавливается из волокнистого полимерного композиционного материала, включающего формование стержней квадратного сечения и фитинга, причем стержней -пултрузионным способом.

Новым является то, что сдвоенные фасонки фитинга изготавливают последовательной укладкой углеволокнистого полимерного композиционного материала на каждый элемент составной оправки. После завершения укладки на каждом элементе составной оправки должна находиться одна группа слоев углеволокнистого полимерного композиционного материала одинаковой формы с квазиизотропной схемой армирования [0/45/0/-45]. Затем соединяют элементы составной оправки по зонам стыковки углеволокнистого материала, отверждают углеволокнистый материал и удаляют элементы составной оправки.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является устранение технологических ограничений, связанных с заданием необходимой ориентации армирующих волокон и, как следствие, увеличение общей прочности конструкции во всех направлениях; снижение материалоемкости при изготовлении.

Узел сочленения стержней пространственной структуры и способ его изготовления представлены на следующих фигурах:

На фиг. 1 изображен общий вид конструкции узла сочленения пространственной конструкции.

На фиг. 2 показан фитинг.

На фиг. 3 показан общий вид внутренней структуры фитинга узла сочленения пространственной конструкции и формы групп слоев.

На фиг. 4 показан способ укладки углеволокнистого полимерного композиционного материала на элементы составной оправки.

Узел сочленения стержней пространственной конструкции (фиг. 1), выполненный из волокнистого полимерного композиционного материала, содержит стержни 1 квадратного сечения и фитинг 2. Фитинг 2 содержит сдвоенные фасонки 3 (фиг. 2), образованные группами отличных по форме слоев 4 углеволокнистого полимерного композиционного материала с квазиизотропной схемой армирования [0/45/0/-45], соединенных по зонам стыковки 7 углеволокнистого материала Каждая фасонка 3 направлена в сторону соединяемого стержня 1 и закреплена с одной из его сторон посредством, по меньшей мере, двух крепежных соединений 5.

Способ изготовления узла сочленения стержней пространственной конструкции из волокнистого полимерного композиционного материала включает формование стержней 1 квадратного сечения пултрузионным способом и фитинга 2. Сдвоенные фасонки 3 фитинга 2 изготавливают послойной укладкой углеволокнистого полимерного композиционного материала на элементы 6 (фиг. 4) составной оправки таким образом, чтобы на каждой из элементов составной оправки располагалась одна группа слоев 4 углеволокнистого материала с квазиизотропным направлением армирования [0/45/0/-45], соединяют элементы 6 оправки по зонам стыковки 7 углеволокнистого материала, отверждают углеволокнистый материал и удаляют элементы 6 составной оправки.

Конструкция соединяется следующим образом. Стержни квадратного сечения 1 соединяются с соответствующим фитингом 2 в пространственной конструкции посредством закрепления крепежным соединением 5 стержня 1 и сдвоенных фасонок 3. При механических воздействиях на пространственную конструкцию нагрузка распределяется по стержням 1 и фитингам 2. При изменении температуры эксплуатации конструкция изменяет свои размеры на малую величину.

Способ реализуется следующим образом. На формообразующие поверхности каждого из элементов 6 составной оправки последовательно укладывается углеволокнистый полимерный композиционный материал. Укладка производится послойно до тех пор, пока на каждом элементе 6 составной оправки не окажется группы слоев 4 углеволокнистого полимерного композиционного материала с квазиизотропным направлением армирования. После этого элементы 6 составной оправки стыкуются между собой по зонам стыковки 7. Затем отверждают углеволокнистый материал и удаляют элементы составной оправки.

Пример конкретного применения.

1. Подготавливают элементы 6 составной оправки, обезжиривая и нанося слой разделительной смазки FrekoteNC 770.

2. Раскраивают препрег RS125 (ООО «НЦК») на основе углеволокнистого полимерного композиционного материала в соответствии с требуемыми формами выкроек.

3. Укладывают по 4 слоя одинаковой формы на каждый элемент 6 составной оправки в соответствии с направлением армирования [0/45/0/-45].

4. Соединяют элементы 6 составной оправки по зонам стыковки 7.

5. Устанавливают оправку в печь и прогревают оправку до 60°С в течение 10 минут для расплавления связующего материала препрега (смолы) и уменьшения ее вязкости.

6. Вынимают из печи и с помощью динамометрического ключа затягивают крепеж составной оправки до тех пор, пока не получат нужное усилие затяжки, соответствующее необходимому давлению прессования 3 атм.

7. Снова устанавливают составную оправку в печь, нагревают до 60°С, выдерживают 30 минут, нагревают до 120°С и выдерживают 2 часа. Затем оправку охлаждают, удаляют составные элементы 6 и снимают готовый фитинг с оправки.


УЗЕЛ СОЧЛЕНЕНИЯ СТЕРЖНЕЙ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ КОНСТРУКЦИИ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ
УЗЕЛ СОЧЛЕНЕНИЯ СТЕРЖНЕЙ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ КОНСТРУКЦИИ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ
УЗЕЛ СОЧЛЕНЕНИЯ СТЕРЖНЕЙ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ КОНСТРУКЦИИ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ
УЗЕЛ СОЧЛЕНЕНИЯ СТЕРЖНЕЙ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ КОНСТРУКЦИИ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ
УЗЕЛ СОЧЛЕНЕНИЯ СТЕРЖНЕЙ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ КОНСТРУКЦИИ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 61 items.
26.08.2017
№217.015.d863

Теплоизоляционный материал

Изобретение относится к производству теплоизоляционных материалов в виде матов, а именно сырьевой смеси, предназначенных для строительства, в частности для многослойных стеновых вертикальных и горизонтальных панелей, и для теплоизоляции различных сооружений. Теплоизоляционный материал на основе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002622654
Дата охранного документа: 19.06.2017
20.11.2017
№217.015.efd3

Гольмий-марганцевый сульфид с гигантским магнитосопротивлением

Изобретение может быть использовано в производстве элементов микроэлектроники, сенсорной техники. Гольмий-марганцевый сульфид с гигантским магнитосопротивлением включает марганец и серу и дополнительно содержит гольмий при следующем соотношении компонентов, мас.%: гольмий 2,5-15, марганец...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629058
Дата охранного документа: 24.08.2017
29.12.2017
№217.015.f73d

Способ создания реактивной тяги бесклапанного пульсирующего воздушно-реактивного двигателя

Способ создания реактивной тяги бесклапанного пульсирующего воздушно-реактивного двигателя может быть применен в двигателях летательных аппаратов. Способ включает циклический выброс продуктов сгорания и всасывание атмосферного воздуха во впускном канале с осуществлением одновременной генерации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002639279
Дата охранного документа: 20.12.2017
29.12.2017
№217.015.fb0f

Способ технического обслуживания карданных шарниров

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для обслуживания карданных шарниров на игольчатых подшипниках. Способ технического обслуживания карданных шарниров заключается в том, что вначале проводят предварительную разметку положения вилок карданного шарнира, затем разбирают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002640157
Дата охранного документа: 26.12.2017
20.01.2018
№218.016.1993

Устройство развертывания трансформируемых механических систем космического аппарата

Изобретение относится к средствам перевода трансформируемых конструкций (например, солнечных батарей) космического аппарата из сложенного положения в раскрытое. Устройство содержит кронштейны (1) и (2), прикрепленные к взаимно подвижным элементам (4) и (5) (например, панелям) конструкции...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002636207
Дата охранного документа: 21.11.2017
20.01.2018
№218.016.1b25

Электрический имитатор аккумуляторной батареи с защитой по току и напряжению и устройство защиты электрического имитатора аккумуляторной батареи

Изобретение относится к преобразовательной технике, предназначенной для имитации характеристик аккумуляторных батарей, и может быть использовано при испытаниях систем электропитания, работающих в режиме заряда и разряда. Технический результат заключается в повышении коэффициента использования...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002635897
Дата охранного документа: 16.11.2017
20.01.2018
№218.016.1b4e

Способ создания электрореактивной тяги

Изобретение относится к способу создания электрореактивной тяги. Способ состоит в том, что после создания электрореактивной тяги в режиме горения топлива при импульсном давлении в усеченной сферической камере сгорания с образованием огненного ядра в камере сгорания и плазменного ядра в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002635951
Дата охранного документа: 17.11.2017
04.04.2018
№218.016.30bb

Микрополосковый широкополосный фильтр

Изобретение относится к СВЧ-радиотехнике, в частности к фильтрам. Микрополосковый широкополосный фильтр содержит диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесено заземляемое основание, а на вторую - полосковые проводники, электромагнитно связанные между собой. Узкие и широкие...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644976
Дата охранного документа: 15.02.2018
04.04.2018
№218.016.34cd

Тяговое мобильное устройство для круговой обработки почвы

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к орудиям, применяемым, например, на круговых полях. Тяговое мобильное устройство для круговой обработки почвы содержит центральную опору со стрелой, связанной с возможностью вращения относительно опоры через...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002646050
Дата охранного документа: 01.03.2018
10.05.2018
№218.016.42f8

Импульсный детонационный ракетный двигатель

Импульсный детонационный ракетный двигатель содержит детонационную камеру сгорания, вход которой через торцевую стенку служит для порционного ввода детонационного топлива и герметично соединен через баллистическое устройство с магнитокумулятивным генератором импульсов, источник начального...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002649494
Дата охранного документа: 03.04.2018
Showing 1-6 of 6 items.
20.08.2015
№216.013.722c

Способ изготовления прецизионного антенного рефлектора

Изобретение относится к области авиационно-космической техники, в частности к производству сложных изделий из композиционных материалов, и может быть использовано при изготовлении прецизионных размеростабильных изделий сложных геометрических форм, например антенных рефлекторов миллиметрового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560798
Дата охранного документа: 20.08.2015
10.12.2015
№216.013.96a0

Способ адаптивного управления технологическим процессом изготовления прецизионных изделий сложной формы из пкм

Изобретение относится к производству прецизионных изделий сложной формы из полимерных композиционных материалов. В процессе изготовления изделия, осуществляемого в течение нескольких технологических этапов, измеряют контролируемые параметры обрабатываемого изделия, сравнивают значения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570180
Дата охранного документа: 10.12.2015
25.08.2017
№217.015.aa5c

Способ изготовления многослойного антенного рефлектора

Изобретение относится к антенной технике. При изготовлении многослойного антенного рефлектора термоформируют тыльную и отражающую обшивки, выполненные из слоев волокнистого наполнителя на оправке, осуществляют соединение обшивок через заполнитель и их отверждение. При этом заполнитель,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611594
Дата охранного документа: 28.02.2017
29.12.2017
№217.015.f744

Крепление для сегментов антенного рефлектора

Изобретение относится к антенной технике, в частности к разборным антенным рефлекторам, и может быть использовано при разработке конструкций прецизионных разборных антенных рефлекторов из полимерных композиционных материалов. Заявленное крепление для сегментов антенного рефлектора включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002639271
Дата охранного документа: 20.12.2017
19.01.2018
№218.015.ff57

Способ изготовления фитинга из слоистого композиционного материала.

Изобретение относится к области космической техники, в частности к составным частям летательного аппарата и оборудования, установленного на нем или внутри, и направлено на повышение прочности соединения. Способ изготовления фитинга из слоистого композиционного материала включает послойную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629487
Дата охранного документа: 29.08.2017
24.11.2019
№219.017.e659

Опорное устройство отражательного щита и способ его настройки

Использование: для монтажа и настройки положения отражательных щитов крупногабаритных рефлекторов антенн наземных систем связи. Сущность изобретения заключается в том, что опорное устройство отражательного щита содержит винт, неподвижно закрепленный на щите, контргайку, причем компенсацию...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002706915
Дата охранного документа: 21.11.2019
+ добавить свой РИД