Способ термообработки оболочки из композиционного эпоксипластика
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (II) 574342
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.03.76 (21) 2328707/23-05 с присоединением заявки чав (23) Приоритет
Государственный комитет
Совета Министров СССР Опубликовано 30.09.77. Бюллетень 36 (51) M. Кл е В 29D 23/12 (53) УДК 678.027.94 (088.8) ло аелам изобретений и открытий
Дата опубликования описания 26.10.77 (72) Авторы изобретения И. А. Егоренков, В. Д. Протасов, В. А. Барынин, Г. А. Веденин и Б. А. Егоренков (71) Заявитель (54) СПОСОБ ТЕРМООБРАБОТ
ИЗ КОМПОЗИЦИОННОГО ЭПО
Изобретение от носится к области изтоговления оболочек из композиционных материалов методом намотки, а именно к способам термообработки оболочек из композиционного эпокси пластика и может быть использовано при производстве отсеков водонапорных башен, корпусов, баллонов давления, сек.IIIIi труб-оболочек и других изделий.
Известные способы термообработки оболочек из:композиционного эпоксипластика вкгночают нагревание слоев формуемого изделия совместно с оправкой до температуры, определяемой химической природой полимерно"o связующего, выдержку при данной температуре в течение времени, необходимого для полно го отверждения связующего и равномерное охлаждение формуемото изделия совместно с оправкой до начальной температуры (1).
Ближайшим, предлагаемому способу является способ термообработки оболочки из композиционного эпоксипластика, намота11ного на металлическую оправку, при котором оболочку совместно с оправкой подвергают ступенчатому нагреву до максимальной температуры отверждения связующего, отверждают сзязу1ощее и производят равномерное охлаждение отверждвн ной оболочки совместно с оправкой.
Однако при известных спосооах термоооработки происходит отжим связу10щего пз слоев прилегающих к опраьке, что прпзодпт .к изменению коэффициента арчпрованпя Ilo толщине стенки формуечого изделия и, следовательно, к понижению несущей способности готово5 го изделия.
Целью пзобре1енпя является создание такого способа термообработки оболочки пз композиционно:;o эпоксппластпка, который позво10 лил бы повысить несущуlo спосоо1ость 000лочкп.
Это достигается тем, что на каждой стадии ступенчатого нагрева ооолочки температуру оправки поддерживают в 11нтервале темперз15 тур, на 10 — 60 С меньше температуры оболочки, а при достижении в оболочке максимальной температуры отверждения связующего температуры оправки и ооолочки вырав:1пваю I.
В качестве пр.1меров, иллюстрирующих изобретение, изготавливали намото шые модели из трех видов композицпон1:î-о эпоксппластпка: стеклопластика на основе стек.1оволок,Iа
ВМГ1С и эпоксидного сзязующсго ЭДТ-10;
Органопластика на Основе ор."ýíII Ieoкого полиампдного волокна-нити СВМ и эпокспдно.-.о связующего ЭДТ-10; ортанопластика на основе нити СВМ II эпокспдно-о связующего ЗХД-.Чк.
574342
Тзблица 1
1 ф
Я
Р» х
М а
О а.С
IZl ф фа
=1, х (» х ф ф ф а. х
Материал
80 5
100+5
140+ 5
155+ 5
ВМПС+ЭДТ-10 1
10 2
20 5
50 5
125 5
155+5
1,5 0,5
3 0,5
4 0,5
6+0,5
СВМ )-ЭДТ-10 1
15 2
1,5 0,5
3 0,5
4 0,5
6 0,5
12
14
60
20
95 5
125 5
180 5
1,5 0,5
3+0,5
4 0,5
6 0,5
80 5
120 5
145 5
180 5
35
П р и м е ч а н и е: 5 стадия — равномерное охла>кдение эпоксипластика с оправкой до нормальной температуры в течение 10 ч.
Таблица 2
Способ
Показатели известный предлагаемый
96,5
196,5
86,6
191,7
84,4 кольцевые слои спиральные слои
7,19
3,8
7,0
3,7 кольцевые слои спиральные слои
356
190,2
347,1
185,2 кольцевые слои спиральные слои
0,849
0,826
Режимы термоооработки оболочек из этих материалов представлены в табл. 1.
Результаты испытаний моделей из стеклопластика на основе нити ВМПС и эпоксидного связующего ЭДТ-10, термообработанных по предлагаемому и известному способам, представлены в табл 2.
Результаты испытаний моделей из ортанопластика на основе нити СВМ и эпоксидного связующего ЭДТ-10, термообработапных по предлагаемому и известному способам, представлены в табл. 3.
Результаты испытаний моделей из органопластика на основе нити СВМ и эпоксидного связующего ЭХД-Мк, термообработанных по предлагаемому и известному способам, представлены в табл. 4.
Среднее значение разрушзюгцего давления, ати
Среднее напряжение, кгс,1мiÐ:
Средняя нзгрузка на нить, кгс:
Среднее напряжение в волокне, кгс/мм ;
Реализация прочности армирующего материала а
Р ( ф ф а
О х
Я а
СВМ+ЭХД-Мк 1 !
3
4 ф х О о ф х с ф ф ф
v 0 ф f ф хох ф а х
K,х
Ф
f-4 Ю М о Г( ф ф о ф х Ы ф о с о „-. =от ф ф ф х х а х (» (» о Y 574342 Таблица 3 Способ Показатели известный предлагаемый 74,5 Среднее значение разрушающего давления, ати 148 65,2 151 66,5 кольцевые слои 5,43 2,89 5,54 2,95 кольцевые слои 268 143 0,765 274 146 0,78 кольцевые слои спиральные слои Реализация прочности армирующего материала Таблица 4 Способ Показатели известный предлагаемый Среднее значение разрушающего давления (ати) Среднее напряжение, кгс/мм1: кольцевые слои 69,2 71,5 137,5 60,5 141,8 62,5 5,0 2,7 5,17 2,79 кольцевые слои 249 132,8 0,667 257,5 137,5 0,69 кольцевые слои спиральные слои Реализация прочности армирующего материала Среднее напряжение, кгс/мм . спиральные слои Средняя нагрузка иа нить, кгс: спиральные слои Среднее напряжение в волокне, кгс/мм : спиральные слои Средняя нагрузка иа нить, кгс: спиральные слои Среднее напряжение в волокне, кгс/мм : Формула изобретения Способ термообрабопки оболочки из композиционного эпоксипластика, .намотанного на металлическую оправку, включающий стадии ступенчатого нагрева до максимальных температур отверждения связующего, отверждение связующего и равномерное охлаждение оболочки совместно с оправкой, о т л и ч а,ю щ и йс я тем, что, с целью повышения несущей способности оболочки, .на каждой стадии ступенчатого нагрева оболочки температуру оправки поддерживают в интервале температур, на 10 — 60 С меньше температуры оболочки, и при достижении в оболочке максимальной температуры отверждения связующего темпера у5 ры оправки и оболочки выравнивают. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3594247 кл. 156 — 175, 10 опубл. 1971. 2. Авторское свидетельство СССР № 191773, кл. В 29С 23/10, 1966.
