Придание геометрии и структуры плетением

Зависимость свойств волокнистых композитов от расположения волокнистых армирующих элементов делает решение вопроса оптимального выбора типа и схемы армирования одним из основных при разработке деталей различного назначения.

Наиболее перспективным видом армирования композитов конструкционного назначения является многонаправленное пространственное армирование, когда армирующие компоненты располагаются в трех и более направлениях [41]. Такие образования называют пространственными армирующими структурами (ПАС).

Всего существует семь хорошо сбалансированных структур укладки волокон, изотропия которых растет с увеличением числа направлений - это структуры 3Д; 4Д; 6Д; 7Д; 9Д; 10Д и 13Д. Когда необходимо иметь высокое объемное содержание арматуры в одном из направлений, применяют структуры 3Д-плетения (рис.3.24,а), 4Д-плетения (рис.3.24,б) и 5Д-пле-тения (рис.3.24,в) [20].

Придание геометрии и структуры плетением - student2.ru

Рис.3.24. Принципиальные схемы расположения волокон в плетеных структурах:

а - 3Д-плетения; б - 4Д-плетения; в - 5Д-плетения

Методом плетения получают различные несущие элементы конструкций. Для изготовления монолитных панелей 4 используют различного типа оправки 1 с пазами для укладки лент или жгутов 2, образующих подкрепляющую структуру 3 (рис.3.25). Полученная таким образом решетчатая структура приформовывается к обшивке.

Эта же идея положена в основу изготовления замкнутых оболочечных конструкций с решетчатым подкреплением. На рис.3.26 показана оправка 1 в виде тела вращения с пазами, выполненными по геодезическим линиям. Укладываемый в пазы жгут 2 образует решетку, выполняющую роль силового набора, например, в конструкции хвостовой балки вертолета. Для создания давления на жгуты одна стенка паза может быть облицована резиной 3 для дальнейшего термокомпрессионного формования.

Придание геометрии и структуры плетением - student2.ru

Рис.3.25. Схема изготовления плетением монолитных панелей

Придание геометрии и структуры плетением - student2.ru

Рис.3.26. Оснастка для плетения решетчатого подкрепления

замкнутой формы

Приемы плетения нашли также распространение при изготовлении узлов типа плоской рамы. На рис.3.27 приведена технологическая схема изготовления лонжерона 1 рамного типа. Оснастка представляет собой систему профилированных шпилек 2, закрепленных на основании. Конструкция формируется путем укладки жгутов 3 на шпильки по заданным траекториям.

Описанные способы плетения получили наибольшее распространение для изделий из углерод-углеродных композиционных материалов (УУКМ). Пространственно армированные структуры УУКМ получают также сборкой из жестких стержней. Стержни получают методом осаждения пироуглерода из газовой фазы или пултрузией, используя ориентированные волокна, пропитанные

Придание геометрии и структуры плетением - student2.ru

Рис.3.27. Схема изготовления плетением лонжерона рамного типа

термореактивными или термопластичными смолами. Применение стержней снижает разрушение волокон в процессе изготовления полуфабриката, способствует хорошему выравниванию армирующих волокон в нужном направлении, позволяет применять волокна независимо от их способности к текстильной переработке.

Наши рекомендации