Разработка конструкторско-технологических решений по безоправочной намотке торовых сосудов давления из композитных материалов

• Автор: Чан Нгок Тхань
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 166 с. : ил.

ГЛАВА 1. ОБЗОР И КРИТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ КОНСТРУКТИВНО -ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ КОМПОЗИТНЫХ И КОМБИНИРОВАННЫХ ТОРОВЫХ СОСУДОВ, ИЗГОТАВЛИВАЕМЫХ НАМОТКОЙ ДЛЯ ДЫХАТЕЛЬНЫХ
АППАРАТОВ

1 Л.Цилиндрические сосуды высокого давления, применяемые в

дыхательных аппаратах со сжатым воздухом

1.2.Анализ теоретических и экспериментальных исследований по композитным и комбинированным конструкциям сосудов высокого давления для дыхательных аппаратов
1.3.Конструктивно-технологические решения композитных и металлокомпозитных сосудов для дыхательных аппаратов, изготавливаемых методом намотки

1.4.Торовые сосуды высокого давления для дыхательных аппаратов

1.4.1. Перспективы применения торовых сосудов высокого давления для дыхательных аппаратов
1.4.2. Анализ теоретических и экспериментальных исследований по торовым конструкциями из композитных материалов

1.4.3. Особенности изготовления комбинированных торовых сосудов высокого давления

1.4.4. Особенности проектирования, изготовления кольцевых шпангоутов, выполненных орбитальной намоткой
1.4.5. Принципы проектирования, изготовления композитных торовых сосудов для дыхательных аппаратов
1.5.Потенциальные возможности проектирования и йзготовления композитных торовых сосудов с продольно-поперечной схемой армирования

1.6.Цель работы и подстановка задач исследования
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ТОРОВЫХ ОБОЛОЧЕК, ПОЛУЧАЕМЫХ СОВМЕСТНОЙ НАМОТКОЙ ПРОДОЛЬНЫХ И ПОПЕРЕЧНЫХ СЛОЕВ С УЧЕТОМ ШИРИНЫ НАМАТЫВАЕМОЙ ЛЕНТЫ
2.1.Геометрия, система координат, уравнения равновесия и усилия для силовой торовой оболочки из композиционных материалов
2.2.Математическая модель напряженно-деформированного состояния торовой оболочки с ПП схемой армирования
2.2.1. Напряжения в торовой оболочке с ПП схемой армирования без учета влияния продольного слоя на поперечный слой
2.2.2. Влияние продольного слоя на напряженное состояние поперечного слоя композитной торовой оболочки
2.2.3. Исследование напряженно-деформированного состояния продольного слоя с учетом укладываемой ширины ленты
2.3.Выбор ширины наматываемой ленты, укладываемой в продольном направлении
2.4.Анализ результатов предварительно проведенных испытаний стеклопластиковых торовых баллонов с ПП схемой армирования
2.5.Выводы по главе
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА РАСЧЕТА КОНСТРУКТИВНОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КОМПОЗИТНЫХ ТОРОВЫХ ОБОЛОЧЕК С ПП СХЕМОЙ АРМИРОВАНИЯ, ПОЛУЧАЕМЫЕ РАЗДЕЛЬНОЙ НАМОТКОЙ СЛОЕВ
3.1.Разработка способа раздельной намотки изготовления композитных торовых оболочек с ПП схемой армирования
3.2.Разработка методики расчета конструктивно-технологических параметров композитных торовых оболочек с ПП схемой армирования, получаемые раздельной намоткой слоев

3.3.Порядок расчета конструктивно-технологических параметров композитных торовых оболочек, получаемых раздельной намоткой продольных и поперечных слоев
3.4.Выводы главы
ГЛАВА 4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ТЕХНОЛОГИИ
ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫХ ТОРОВЫХ СОСУДОВ С РАЗДЕЛЬНОЙ НАМОТКОЙ
4.1.Проектирование конструкции и параметров стеклопластиковых торовых сосудов, изготавливаемых раздельных намоткой продольных поперечных слоев
4.2.Разработка технологии изготовления элементов продольного слоя
4.2.1. Многоразовые оправки для намотки элементов продольного
слоя
4.2.2. Намотка элементов продольного слоя
4.2.3. Полимеризация и сборка элементов продольного слоя
4.3.Разработка технологии изготовления поперечного слоя
4.3.1. Намотка элементов поперечного слоя
4.3.2. Способ заделки штуцера, окончательная термообработка намоточного сосуда
4.4.Разработка общая схема процесса изготовления стеклопластикового торовых сосудов с раздельной намоткой
4.5.Выводы главы
ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫХ ТОРОВЫХ СОСУДОВ ИЗГОТОВЛЕННЫХ РАЗДЕЛЬНОЙ НАМОТКОЙ ПРОДОЛЬНЫХ И ПОПЕРЕЧНЫХ СЛОЕВ
5.2.Изготовления препрега для намотки стеклопластикового торового сосуда
5.3.Изготовления стеклопластиковых торовых сосудов

Таблица 4.
Характеристики торовых баллонов, испытанных внутренним давлением
Параметры Силовая оболочка торовых сосудов
сосудов Металлическая Комбинированная Стеклопластиковая
Материал Сталь XI8111 ОТ ХІ8Ш0Т + УКН-300 ВМ-1+ ЭДТ-10 ВМ-1-г ЭДТ
1 0.65 0.63 0.6 0
Ап®. ММ 480 482 403
ММ 82 82/88 76/82
> лм ’ 6.7 6.9 4.8 6
/г мм 1.0 1.0 0.72*1 0.75*1
кт мм 1.66 0.9.3 1
ДА,. кт 1.01 0.63 1
А/сд, кг 2.05 3.11 1,01 1
/>1», МПа 9.3 25.5 24,0 25
ИД, кДж'кг *" 31.0 60.0 183.0 145
Ил,,. кДж/кг- 30.4 58.6 114.0 105,0
*1 - толщина слоя герметика из намотанного термопласта; *2 -
1Уп. = Яг1 / './Л/ . - параметр конструктивного совершенства силовой оболочки; Ц - то же сосуда давления. У КН-300 и ВМ-1 - соответственно марка углеродного и стеклянного волокна; ЭДТ-10 -марка эпоксидного связующего; р - относительное отверстие тора.