×
23.08.2019
219.017.c27f

Способ контроля качества узла соединения керамического обтекателя

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к наземным испытаниям элементов летательных аппаратов и может быть использовано в процессе контроля клеевых соединений оболочек вращения. Сущность: осуществляют силовое нагружение вдоль оси симметрии обтекателя через пуансон с упругой прокладкой, наружная поверхность, которого эквидистантна внутренней поверхности керамической оболочки, а высота взаимодействия пуансона с оболочкой относительно носка меньше половины расстояния между верхним срезом шпангоута и носком обтекателя, сдвиг оболочки измеряют относительно верхнего среза шпангоута минимум в трех точках, находящихся между собой на одинаковом расстоянии. Силовое нагружение на испытуемый обтекатель задают до величины не более 50% расчетной нагрузки, определяют параметры узла соединения - жесткость клеевого соединения, жесткость штифтового соединения для составных шпангоутов и собственную частоту колебаний керамической оболочки относительно шпангоута по формулам, а качество узла соединения определяют путем сравнения прочностных параметров узла соединения с соответствующими параметрами эталонного узла соединения обтекателя. Технический результат: расширение параметров (коэффициенты жесткости клеевого соединения и штифтового соединения в составном шпангоуте и собственную частоту колебаний керамической оболочки относительно шпангоута) для оценки качества узла соединения и повышение точности их определения. 3 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к технике наземных испытаний элементов летательных аппаратов (ЛА).

В настоящее время для контроля клеевых соединений широко используются ультразвуковые, радиационные, тепловые и прочие методы (Мурашов В.В. Контроль клееных конструкций//Клеи. Герметики. Технологии, 2005. №1, с. 21-27). Недостатком этих методов является то, что не дают информации о механических свойствах соединения. В тех случаях, когда клеевое соединение несет на себе значительные силовые нагрузки, что характерно для узла соединения керамического обтекателя, контроль механических свойств представляет большую важность.

Существует большое количество способов определения механических свойств клеевых соединений (Фрейдин А.С. Прочность и долговечность клеевых соединений. - М.: Химия, 1981, с. 110-111). Одним из них является способ определения деформационных свойств клеевого соединения, включающий силовое нагружение на сдвиг и измерение сдвиговых деформаций. Однако, данным способом определяют механические свойства клеевого соединения на отдельных образцах, не позволяя в полной мере оценить свойства узла соединения натурного обтекателя.

Известен патент РФ №2466371, МПК G01N 3/24, опубл. 20.05.2016 «Способ контроля узла соединения керамического обтекателя». Основным недостатком этого технического решения является то, что при создании давления во внутренней полости обтекателя клеевой слой испытывает объемную деформацию. Это приводит к большой погрешности определения основных параметров, по которым оценивается качество узла соединения: модуль сдвига клея, коэффициенты жесткости и собственной частоты колебаний керамической оболочки относительно шпангоута.

Модуль сдвига клея в узле соединения может быть определен по формуле:

где Р - давление во внутренней полости обтекателя; S1 - площадь сечения по верхнему срезу шпангоута; h- толщина клеевого слоя в исходном состоянии; δ - изменение толщины клея при задании давления во внутренней полости обтекателя; Δ - сдвиг керамической оболочки относительно шпангоута при наружении обтекателя; S2 - площадь склейки шпангоута с оболочкой.

При нагружении обтекателя заданием давления во внутренней полости изменение толщины клея может достигать до 50% исходной толщины. Это приводит к большим погрешностям и делает невозможным определение основных параметров, по которым оценивается качество узла соединения.

Известен способ контроля узла соединения керамического обтекателя по патенту РФ №2584439, МПК G01N 3/24, опубл. 20.05.2016, выбранный в качестве прототипа. Однако это техническое решение имеет ряд недостатков, которые ограничивают практическое применение способа при контроле прочностных свойств натурных керамических обтекателей. Этот способ ограничивается только определением модуля сдвига клеевого соединения, а комплекс прочностных параметров, который идентифицирует качество узла соединения керамического обтекателя, кроме модуля сдвига включает еще следующие параметры: коэффициенты жесткости клеевого соединения и штифтового соединения в составном шпангоуте, собственную частоту колебаний керамической оболочки относительно шпангоута. Кроме того, в нем не приведен критерий оценки комплекса прочностных параметров и не приведено ограничение продольной силы по величине при испытаниях.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в расширении параметров (коэффициенты жесткости клеевого соединения и штифтового соединения в составном шпангоуте и собственную частоту колебаний керамической оболочки относительно шпангоута) для оценки качества узла соединения повышения точности их определения.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе контроля качества узла соединения керамического обтекателя, включающем силовое нагружение вдоль оси симметрии обтекателя через пуансон с упругой прокладкой, наружная поверхность, которого эквидистантна внутренней поверхности керамической оболочки, а высота взаимодействия пуансона с оболочкой относительно носка меньше половины расстояния между верхним срезом шпангоута и носком обтекателя, сдвиг оболочки измеряют относительно верхнего среза шпангоута минимум в трех точках, находящихся между собой на одинаковом расстоянии, отличающийся тем, что силовое нагружение на испытуемый обтекатель задают до величины не более 50% расчетной нагрузки, определяют параметры узла соединения - жесткость клеевого соединения по формуле:

где n - количество точек измерения сдвига оболочки относительно шпангоута; F - величина продольной силы; - сдвиг оболочки относительно шпангоута в верхнем торце в i-ом продольном сечении, а жесткость штифтового соединения составных шпангоутов определяется по формуле:

где изменение зазора между торцом керамической оболочки и несущим кольцом шпангоута, собственную частоту колебаний керамической оболочки относительно шпангоута по формуле:

где m - масса керамической оболочки, а качество узла соединения определяют путем сравнения прочностных параметров узла соединения с соответствующими параметрами эталонного узла соединения обтекателя.

Так как все элементы узла соединения работают (до расчетных параметров) в области упругой деформации, то узел соединения на основе клеев типа Виксинт (для цельного шпангоута) можно представить в виде модели на фиг. 1, где представлена модель узла соединения обтекателя с цельным шпангоутом, а на фиг. 2 представлена модель с составным шпангоутом.

На фиг. 1 и фиг. 2 цифрой 1 обозначена керамическая оболочка, соединенная пружиной 2 (клеевым слоем) с шпангоутом 3, а для составного шпангоута (фиг. 2) пружиной 5 (штифтовое соединение), которое соединяет шпангоут 3 с несущим кольцом 6, через которое обтекатель монтируется к остальной части корпуса ракеты 4.

Упругое взаимодействие между составными частями в представленных моделях (фиг. 1, фиг. 2) может быть описано формулами:

где n - количество точек измерения сдвига оболочки относительно шпангоута; F - величина продольной силы; - сдвиг оболочки относительно шпангоута (в верхнем торце) в i-м продольном сечении, а жесткость штифтового соединения для составных шпангоутов по формуле:

где изменение зазора между торцом керамической оболочки и несущим кольцом шпангоута, собственную частоту колебаний керамической оболочки относительно шпангоута по формуле:

где m - масса керамической оболочки, а качество узла соединения определяют путем сравнения прочностных параметров узла соединения с соответствующими параметрами эталонного узла соединения обтекателя, в которых в качестве абсолютного удлинения пружин взято среднее значений сдвига по показаниям датчиков перемещений. Так как клеевое соединение и штифтовое соединение (в составном шпангоуте) представляют собой пространственные пружины, то наибольшую информацию о качестве клеевого и штифтового соединения несет распределение показаний датчиков перемещений в соответствующих сечениях.

На фиг. 3 представлена диаграмма распределения показаний датчиков перемещений, установленных на верхнем срезе шпангоута в момент времени ti.. Так как продольная результирующая сила равна сумме сил в разных продольных сечениях клеевого соединения, то по распределению показаний датчиков перемещений можно оценить качество клеевого соединения в заданном направлении, а по сличению диаграмм распределения показаний всех датчиков перемещений с соответствующим распределением для эталонного изделия можно оценить прочностные характеристики узла соединения испытуемого обтекателя.

Сличением диаграмм распределения показаний датчиков перемещений в совокупности с интегральными прочностными характеристиками узла соединения: жесткости клеевого соединения, штифтового соединения и собственной частоты колебании керамической оболочки относительно шпангоута с соответствующими параметрами эталонного обтекателя можно однозначно оценить прочностные характеристики и качество узлов соединения натурных керамических обтекателей типа тел вращения.

Для измерения осевого перемещения в процессе контроля могут быть использованы практически любые датчики перемещения: индуктивные, емкостные, лазерные и пр.

Предлагаемый способ может найти широкое применение для комплексной оценки прочностных свойств узлов соединения широкого класса натурных керамических обтекателей.


Способ контроля качества узла соединения керамического обтекателя
Способ контроля качества узла соединения керамического обтекателя
Способ контроля качества узла соединения керамического обтекателя
Способ контроля качества узла соединения керамического обтекателя
Способ контроля качества узла соединения керамического обтекателя
Способ контроля качества узла соединения керамического обтекателя
Способ контроля качества узла соединения керамического обтекателя
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 136 items.
10.10.2015
№216.013.80e9

Быстроразъемное соединение отсеков корпуса летательного аппарата

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники, в частности к конструкциям герметичных разъемных соединений отсеков корпуса летательных аппаратов и, в особенности, к конструкциям герметичного соединения обтекателя с отсеком корпуса летательного аппарата. Быстроразъемное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564598
Дата охранного документа: 10.10.2015
10.10.2015
№216.013.824b

Способ изготовления трехслойной панели из композиционного материала

Изобретение относится к способам изготовления трехслойных панелей из композиционного материала и может быть использовано для получения панелей авиационной и космической техники, например для изготовления корпусных деталей фюзеляжа самолета. При формировании первой обшивки трехслойной панели по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564952
Дата охранного документа: 10.10.2015
20.10.2015
№216.013.853c

Способ изготовления сотового заполнителя

Изобретение относится к способу изготовления сотового заполнителя из стеклоткани и может быть использовано в ракето-, самолето- и судостроении, строительной, мебельной и упаковочной промышленности при изготовлении трехслойных конструкций сложной кривизны. Способ включает нанесение клеевых полос...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002565711
Дата охранного документа: 20.10.2015
20.12.2015
№216.013.9b89

Способ тепловых испытаний обтекателей ракет из неметаллических материалов

Изобретение относится к технике наземных испытаний элементов летательных аппаратов (ЛА) и может быть использовано для проектирования аэродинамического теплового воздействия на головную часть (обтекатель) ракеты в наземных условиях. Предлагаемый способ воспроизведения аэродинамического нагрева...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571442
Дата охранного документа: 20.12.2015
27.02.2016
№216.014.bf1e

Способ получения полидисперсного порошка карбида бора

Изобретение относится к производству неорганических соединений, конкретно к карботермическому способу получения полидисперсных порошков карбида бора, предназначенных для получения на их основе абразивных порошков для шлифования и ударопрочной керамики. Способ включает смешивание борной кислоты...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002576041
Дата охранного документа: 27.02.2016
10.05.2016
№216.015.3bbc

Способ теплового нагружения обтекателей ракет из неметаллических материалов

Изобретение относится к технике наземных испытаний элементов летательных аппаратов (ЛА), а именно к способам воспроизведения аэродинамического теплового воздействия на головную часть (обтекатель) ракеты в наземных условиях. Сущность: осуществляют воспроизведение аэродинамического силового и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002583353
Дата охранного документа: 10.05.2016
20.05.2016
№216.015.3f07

Способ контроля узла соединения керамического обтекателя

Изобретение относится к технике наземных испытаний элементов летательных аппаратов (ЛА). Сущность: осуществляют силовое нагружение на сдвиг и измерение деформаций соединения. Силовое нагружение прилагают вдоль оси симметрии обтекателя через пуансон с упругой прокладкой, наружная поверхность...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002584439
Дата охранного документа: 20.05.2016
13.01.2017
№217.015.6b5c

Устройство для измерения толщины стенки детали типа оболочка вращения

Изобретение относится к области машиностроения и приборостроения, а именно к устройствам для измерения толщины стенок пустотелых деталей вида оболочек вращения. Устройство для измерения толщины стенки детали типа оболочка вращения содержит основание с направляющими, на котором размещены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002592725
Дата охранного документа: 27.07.2016
13.01.2017
№217.015.6c04

Клиновое соединение

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для соединения полых трубчатых деталей и узлов конструкций ракет, эксплуатируемых в условиях воздействия высоких температур и вибраций, и направлено на повышение надежности соединения деталей и снижение трудоемкости...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002592767
Дата охранного документа: 27.07.2016
13.01.2017
№217.015.70c9

Способ получения высокотермостойкого радиопрозрачного материала (изделия) на основе фосфатного связующего и кварцевой ткани

Изобретение относится к области получения высокотермостойких радиопрозрачных материалов. Технический результат изобретения заключается в защите стеклоткани от термодеструкции, обеспечении диэлектрических и прочностных характеристик материала в режимах одностороннего нагрева до 1200°C при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002596619
Дата охранного документа: 10.09.2016
Showing 1-10 of 157 items.
27.01.2013
№216.012.2140

Антенный обтекатель

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и может быть использовано при изготовлении антенных обтекателей скоростных ракет из пористой керамики. Технический результат заключается в упрощении конструкции и технологии изготовления антенного обтекателя из пористой керамики....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474013
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.02.2013
№216.012.24d6

Антенный обтекатель

Заявленное изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и преимущественно может быть использовано при изготовлении антенных обтекателей скоростных ракет из керамики. Техническим результатом настоящего изобретения является улучшение радиотехнических характеристик керамических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474932
Дата охранного документа: 10.02.2013
27.09.2013
№216.012.70b5

Антенный обтекатель

Изобретение относится к области создания конструкций антенных обтекателей высокоскоростных ракет с оболочками из жаростойких керамических материалов. Технический результат - обеспечение работоспособности антенного обтекателя для условий одновременного удовлетворения воздействию превалирующих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494504
Дата охранного документа: 27.09.2013
27.11.2013
№216.012.8649

Антенный обтекатель

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и может использоваться преимущественно в конструкциях высокоскоростных ракет различных классов. Технический результат - увеличение длительности эксплуатационного режима за счет сохранения прочности соединения металл-керамика при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500055
Дата охранного документа: 27.11.2013
10.12.2013
№216.012.89f8

Способ определения коэффициента теплопроводности частично прозрачных материалов

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано для определения коэффициента теплопроводности частично прозрачных керамических и стеклообразных материалов с учетом их прозрачности. Способ включает нестационарный нагрев поверхности образца в виде пластины радиационными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501002
Дата охранного документа: 10.12.2013
10.03.2014
№216.012.a959

Способ получения кварцевой керамики с повышенной излучательной способностью

Изобретение относится к производству керамических изделий радиотехнического назначения, работающих в условиях воздействия высокотемпературных газовых потоков. Техническим результатом изобретения является снижение водопоглощения и повышение прочности и коэффициента черноты изделий. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509068
Дата охранного документа: 10.03.2014
20.04.2014
№216.012.b8f0

Способ получения высокоплотного водного шликера на основе кварцевого стекла

Изобретение относится к керамической промышленности и может быть использовано при изготовлении изделий из кварцевой керамики методом водного шликерного литья в пористые формы. Предложен способ получения высокоплотного водного шликера на основе кварцевого стекла путем его помола в шаровой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513072
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.04.2014
№216.012.ba2d

Способ изготовления антенного обтекателя из стеклокерамики литийалюмосиликатного состава

Изобретение относится к производству керамических изделий радиотехнического назначения типа керамической оболочки головного антенного обтекателя скоростных зенитных и авиационных ракет. Техническим результатом изобретения является упрощение технологии изготовления и снижение температуры...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513389
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.05.2014
№216.012.c33a

Способ изготовления изделий из кварцевой керамики

Изобретение относится к производству керамических изделий радиотехнического назначения из кварцевой керамики. Технический результат изобретения - повышение прочности и снижение пористости изделий из кварцевой керамики при сохранении других характеристик на высоком уровне. Предложен способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515737
Дата охранного документа: 20.05.2014
27.05.2014
№216.012.cb38

Способ теплового нагружения обтекателей ракет из неметаллических материалов

Изобретение относится к способам воспроизведения аэродинамического теплового воздействия на обтекатель ракеты в наземных условиях и может быть использовано при наземных испытаниях элементов летательных аппаратов. Заявленный способ включает нагрев наружной поверхности обтекателя за счет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517790
Дата охранного документа: 27.05.2014
+ добавить свой РИД