Соединения высоконагруженных деталей из композиционных материалов. Сообщение 1. Конструктивно-технологические решения и оценка их работоспособности

Abstract

Представлены и проанализированы результаты исследований по обоснованию принципов конструирования соединений деталей из композиционных материалов, на основании чего предложены новые конструктивно-технологические решения металлокомпозитных соединений. Для реализации эффективного перехода от деталей из композиционных материалов к металлическому стыковому фитингу разработаны новые способы соединения с заформо- ванными в композиционный материал продольными и поперечными крепежными микроэлементами, заформованными или установленными на металлическую деталь. Предложена модификация полупетлевого соединения, позволяющая обеспечить работу узла на сжатие и снизить уровень напряжений надавливания в зоне намотки. Исходя из анализа условий передачи усилий в разработанных конструктивно-технологических решениях и технологий их формирования сформулированы основные направления теоретических и экспериментальных исследований для обеспечения проектирования и расчета на прочность. Экспериментальная оценка статической прочности подтверждает эффективность предложенных решений.

Наведено та проаналізовано результати досліджень щодо обгрунтування принципів конструювання з ’єднань деталей з композиційних матеріалів, на основі чого запропоновано нові конструктивно-технологічні рішення метало- композитних з’єднань. Для реалізації ефективного переходу від деталей з композиційних матеріалів до металевого стикового фітинга розроблено нові способи з’єднання із заформованими у композиційний матеріал поздовжніми та поперечними кріпильними мікроелементами, що установлюються на металевій деталі. Запропоновано модифікацію півпетлевого з ’єднання, що дозволить забезпечити роботу вузла на стиск та зменшити рівень напружень “стиску” у зоні намотки. На основі аналізу умов передачі зусиль у розроблених конструктивно-технологічних рішеннях та технології їх формування сформульовано основні напрямки теоретичних і експериментальних досліджень для забезпечення проектування і розрахунку на міцність. Експериментальна оцінка статичної міцності підтверджує ефективність запропонованих рішень.

Based on the discussion and analysis of available research results on substantiation of engineering principles of designing joints of composite material parts, we propose a new design- and-technological solutions for metal-composite joints. For implementation of effective transition from composite material parts to a metal abutting connecting piece, new techniques have been developed, which envisage usage of longitudinal and transverse microcells molded into a composite material and fastened to the metal parts. We propose a modification of a semi-clasp joint, which makes it possible to ensure the node functioning in compression and to decrease pressure stress level in a winding zone. Based on the analysis of force transmission conditions in the developed designand- technological solutions and technologies of their implementation, we formulate the main directions of theoretical and experimental research aimed at engineering design and strength assessment. The experimental static strength assessment confirms the efficiency of the solutions proposed.