Пространственно-армированный композиционный материал и устройство для его изготовления

 

Изобретение относится к производству изделий из композиционных материалов и позволяет расширить диапазон механических свойств материала за счет варьирования траекторий сгшетен- fwx волокон. Пучки армирующих волокон скручены в жгуты, расположенные параллельно, при этом жгуты соединены друг с другом посредством огибания пучков волокон или их перехода из одного жгута в другой. 2 с.п. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил,

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 В 32 В 5/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТИРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (46) 30.01. 92. Вюл. К - 4 (21) 4342316/12 (22) 14.12 ° 87 (71) Институт механики полимеров

АН ЛатвССР (72) Д,Д.Мунгалов (53) 673.055 (088.8) (56) Волоконно-текстильная промпиленность. В серии "Японская техника и промышленность", выл. 3, 1986,с. 40 42 ° (54 ) ПРОСТРАНСТВЕННО-АР1ИРО ВАННЫЙ

КОМПОЗИЦИОН!ю1Й МАТЕРИАЛ И УСТРОЙСТВО

ДПЯ ЕГО ИЗ ГОТОВЛЕНИЯ

Изобретение относится к производству иэделий из композиционных материалов, Цель изобретения — расширение диапазона, механических свойств материала за счет варьирования траекторий сплетенных волокон, На фиг. I изображены схематически показанные структурные составляющие материала; на фиг. 2 — участок исполнительного механизма, вид в плане; на фиг, 3 - кинематическая схема элементов устройства, разрез А-А на фиг. 2, Пространственно-армированный композиционный материал содержит армирующие волокна 1, образукщие пучки 2, которые скручены в жгуты 3. Пучки 2 образуют поперечные связи 4 переходя

t или огибая пучки соответствующих соседних жгутов, А жгуты 3, в свою очередь расположенные параллельно углам, образуют заданчый профиль изде.лия 5, Устройство (фиг, 2) состоит из подвижных узлов 6 крепления пучков 2 ар„„SU„„1526076 А 1 (57) Изобретение относится к производству изделий из композиционных материалов и позволяет расширить диапазон механических свойств материала эа счет варьирования траекторий сплетенных волокон, Пучки ар жрующих волокон скручены в жгуты, расположенные параллельно, при этом жгуты соединены друг с другом посредством огибания пучков волокон или их перехода иэ одного жгута в другой, 2 с,п. и I з,п. ф-лы, 3 ил, мирующих волокон, установленных в a е ячейках роторов 7 для скручивания пучков 2 в жгуты, и вилок 8 перехода узлов 6 крепления для образования поперечных свн з ей, Роторы 7 образуют профиль изготавливаемого изделия 5. Роторы 7 кинематически связаны между собой через зубчатую передачу 9. Вилки 8 перехода узлов 6 крепления приводятся во вра- р- щение в данном варианте винтовой передачей 10.

Cb

°

Вилки 8 кннематически посредством зубчатой передачи 11 сгруппированы по направлениям образования поперечных связей ° Приводной вал 12 через мальтийский механизм 13 соединен с роторамн 7, а также в свою очередь через мальтийский механизм 14 с кинематически связанными между собой зубчатой передачей 15, группами вилок 8, которые включают муфты сцеплении управляемые от кулачка 17. Кулачок 17 через редуктор 18 соединен с приводным валом 12.

1526076

Устройство работает следующим образом, Пучки 2 армирующих волокон l прикреплены одним концом к подвижному узлу 6 крепления, а другим — к держателю на противоположной стороне устройства, Поворачивая приводной вал

l2, мальтийский механизм 13 приводит в движение через зубчатую передачу ip

9 все роторы 7 и поворачивает их в данном варианте на 90, При этом роторы 7 перемещают узлы 6 крепления по кругу, производя закручивание пучков 2 в жгуты. Затем приводной вал

12 поворачивает мальтийский механизм

1u, KoTopNA через зубчатую передачу

15 и посредством передачи 11 производит вращение BHHToBblx передач 10 групп вилок 8. Вилки 8 входят в зацепление с узлами 6 крепления и, поворачиваясь на 180 в данном варианте, производят замену пучков одних жгутов. пу чками рядом расположенных жгутов, образуя поперечную связ ь, При-25 водной вал 12 через редуктор 18 вращает кулачок 17, кинематически связанный муфтами сцепления 1б,которые в свою очередь включают группы вилок 8, Редуктор 18 имеет передаточные отношения i=I, 2, 3, 4. В зависимости от передаточного отношения редуктора 18 изменяется структура переплетения изделия, Иэ готовленны«таким образом материал является многомерным, причем все составляющие em нити тесно свяэ аны между собой. Благодаря этому такой материал лишен уязвимых мест, характерных для cnowcTb>x материалов 40 и, следовательно, может применяться в условиях разнообразных нагрузок, действующих в трех направлениях.

Пример l, С помощью предлагаемого устройства 6 из«отовпен об- 45 разец материала, в составе которого использовали стекловолокно, Пучки волокон были заправлены в устройство, Один конец пучков закреплен в подвижных узлах крепления пучков армирующих

50 волокон, другой з акреплен неподвижно на противоположной стороне устройстЪ ва. Количество- пучков для данного устройства составляло 36, Вращая роторы скручивания пучков в жгуты, периодически производили замещение пучков

55 армирующих волокон одних жгутов пучками рядом расположенных жгутов, образуя поперечные связи. В процессе образ о вяни я пространственно-пле теиого армирующего каркаса количество поперечныхх с нл з ей между жгутами было равно количеству пучков в одном жгуте H copTBeTCTBOBB«lo четырем на один оборот жгута °

Из готовленный таким образом пространственно-плетеный армирующий каркас был снят с устройства и пропитан свяэужа1им ЗД-20. 3 атем его поместили в пресс-форму и полимеризовали. Для полученного материала было определеНо pac= положение главных осей в плане образца, которые были повернуты на угол

45 к осям образца.

Пример 2, Различие в изготовлении пространственно--армированного композиционного материала заключается в том; что в процессе образования пространственно-плетеного ярмирующего каркаса количество попереч«ых связей между жгутами было равно двум на один оборот жгута ° Для полученного материала главные оси в плане совпадают с направлением осей образца ° формул а изобретения

I. Пространственно-армированный/, композиционный материал, образованный сплетенными пучками армирующих волокон, отличающийся тем, что, с целью расши- . рения диапазона механических свойств материала за счет варьирования траекторий сплетенных волокон, пучки армирующих волокон скручены в жгуты, расположенные параллельно, при этом жгуты соединены друг с другом посредством огибания пучков волокон или их перехода иэ одного жгута в другой.

2. Устройство дпя изготовления пространственно-армированного композиционного материала, включающее корпус и установленные в нем подвижно узлы крепления пучков армирующих волокон, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно дополнительно содержит роторы, включаюшие по меньшей мере две ячейки, и вилки перехода узлов крепления, установленные между каждой парой роторов и кинематически с ними связанные, при этом узлы крепления установлены в ячейках роторов, 3. Устройство по и. l о т л и ч аю щ е е с я тем, что вилки перехода узлов крепления разбиты на группы по направлениям образования поперечных связей и кинематически соединены внутри к аждой группы, ! .) 26076

7 О

О б О -ОО

Е О

Рв»- 8

glue. 3

4. — 4

Составитель В,Кобляков

Техред М.Ходанич

Корректор T.Ïàëèé

Редактор Л.Павлова

Закаэ 797 Тираж 205 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Проиэводственно-иэдательский комбинат "Патент", r. У*город, ул. Гагарина, 101