Основовязаная решетка для армирования
Полезная модель относится к производству решеток для армирования может быть использована, например, в авиационной отрасли. Техническим результатом полезной модели является устранение недостатков прототипа, а именно улучшение формоустойчивости решетки с одновременным уменьшением относительного удлинения по вертикали за счет заполнения ячеек решетки системами переплетений открытая цепочка и закрытое трико по всем ячейкам по вертикали решетки. Основовязаная решетка для армирования, содержащая вертикальные 1 и горизонтальные 2 уточные усилительные нити выполнены из высокомодульных комплексных полиэфирных мононитей линейной плотностью от 300 текс до 2000 текс, соединенных между собой и закреплены в структуре решетки по горизонтали и вертикали двумя системами грунтовых нитей переплетений открытая цепочка 3 и закрытое трико 4 из полиэфирных нитей линейной плотностью от 10 текс до 50 текс с одновременным заполнением каждой ячейки 5 этими системами и соединением их с горизонтальными 2 уточными нитями по всем ячейкам вдоль вертикальных 1 уточных нитей с образованием платированных 6 петель через ряд в одном петельном столбике со смещением на один ряд в соседнем петельном столбике. (1 п.н. ф-лы, 1 табл., 3 илл.)
Полезная модель относится к производству решеток для армирования может быть использована, например, в авиационной отрасли.
Известно, что при производстве армированных конструкционных материалов для улучшения их прочностных характеристик используют различные виды арматуры. Существуют следующие виды армирования:
- армирование в поперечном направлении по всей ширине;
- армирование в продольном направлении по всей длине;
- армирование в поперечном и продольном направлении по всей ширине и длине;
- дискретное армирование отрезками нитей или волокнами, хаотично расположенными в матрице композиционного материала.
Из патента US 6706376, кл. В32В 7/02 (17.03.2000) известна решетка, состоящая из пересекающихся между собой под прямым углом и скрепленных с помощью нитей грунта переплетения цепочка вертикальных и горизонтальных усилительных высокомодульных синтетических уточных нитей. Несущие нагрузку вертикальные и горизонтальные уточные нити решетки выполнены из высокомодульных полиэстеровых волокон, например, из полиамида, а нити грунта переплетения цепочка из менее прочного сырья.
Описанная решетка затем может быть залита мягким пластичным материалом, например, битумной эмульсией или каучуком. Вертикальные уточные нити объединены в группы, содержащие по-крайней мере две нити, каждую из которых обвивает фиксирующая грунтовая нить переплетения цепочка. Дополнительная объединяющая нить имеет зигзагообразное положение для предотвращения перемещения вертикальных уточных нитей в поперечном направлении. Также решетка может иметь нетканую подложку, которая прикрепляется к решетке при помощи грунтовых нитей на рашель-машине.
Недостатком такой решетки является то, что грунтовые нити, обвивая вертикальные уточные нити, не обеспечивает надежного ее закрепления и уточные нити могут быть свободно вытянуты.
Объединяющая нить соединяет крайние вертикальные уточные нити таким образом, что через один ряд крайняя вертикальная уточная нить может быть смещена в поперечном направлении, что приводит к нестабильности структуры.
Техническим результатом полезной модели является устранение недостатков прототипа, а именно улучшение формоустойчивости решетки с одновременным уменьшением относительного удлинения по вертикали за счет заполнения ячеек решетки системами переплетений открытая цепочка и закрытое трико по всем ячейкам по вертикали решетки.
Поставленная задача достигается тем, что решетка, состоящая из вертикальных и горизонтальных уточных усилительных высокомодульных синтетических нитей, образующих ячейки прямоугольной формы, нитей грунта переплетения цепочка и уточной нити, причем нить грунта переплетения цепочка охватывает вертикальные уточные нити и фиксирует горизонтальные уточные нити, а уточная нить грунта соединена с нитями грунта переплетения цепочка, отличается тем, что вертикальные и горизонтальные уточные усилительные нити выполнены из высокомодульных комплексных полиэфирных мононитей линейной плотностью от 300 текс до 2000 текс, соединенных между собой и закреплены в структуре решетки по горизонтали и вертикали двумя системами грунтовых нитей переплетений открытая цепочка и закрытое трико из полиэфирных нитей линейной плотностью от 10 текс до 50 текс с одновременным заполнением каждой ячейки этими системами и соединением их с горизонтальными уточными нитями по всем ячейкам вдоль вертикальных уточных нитей с образованием платированных петель через ряд в одном петельном столбике со смещением на один ряд в соседнем петельном столбике.
Существенным признаком заявляемого технического решения является заполнение ячеек решетки переплетениями открытая цепочка и закрытое трико, которые фиксируют горизонтальные уточные нити относительно друг друга и вертикальные уточные нити относительно друг друга по всей ширине и высоте решетки, обеспечивая формоустойчивость и уменьшение относительного удлинения по горизонтали и вертикали, способность воспринимать нагрузки в диагональном направлении.
На фигуре 1 показано схемное изображение общего вида решетки для армирования, где 1 и 2 - соответственно вертикальные и горизонтальные уточные усилительные нити линейной плотностью от 300 текс до 2000 текс, 3 - переплетение открытая цепочка линейной плотностью от 10 текс до 50 текс, 4 - переплетение закрытое трико линейной плотностью от 10 текс до 50 текс, 5 - ячейка решетки, 6 - платированная петля. Ширина и высота ячейки 5 решетки проектируются с учетом заданных характеристик.
На фигуре 2 представлена графическая запись структуры решетки. Вертикальные уточные усилительные нити 1 пересекаются с горизонтальными уточными усилительными нитями 2. Грунтовые нити переплетения открытая цепочка 3 образуют платированные петли 6 вместе с петлями переплетения закрытое трико 4, а ячейки 5 решетки заполнены системами переплетений открытая цепочка 3 и закрытое трико.
На фигуре 3 показана структура переплетения, формирующего решетку, где - 1 и 2 - соответственно вертикальные и горизонтальные уточные усилительные нити линейной плотностью от 300 текс до 2000 текс, 3- переплетение открытая цепочка линейной плотностью от 10 текс до 50 текс, 4 - переплетение закрытое трико линейной плотностью от 10 текс до 50 текс, 5 - ячейка решетки, 6 - платированная петля.
Сырьем для заявляемой решетки являются высокомодульные комплексные полиэфирные мононити. Эти нити обладают следующими характеристиками:
- прочность 7,8-8,3 сН/дтекс
- удлинение 8-15%
- усадка при 200°С в течение 15 мин. 10-16%
- рабочая температура 130°С
- температура плавления 250-260°С.
Пример 1. Основовязаная решетка для армирования вырабатывалась основовязальным способом уточным переплетением, переплетениями открытая цепочка 3 и закрытое трико 4 с вертикальными 1 и горизонтальными 2 уточными усилительными высокомодульными полиэфирными мононитями линейной плотности 440 текс. В качестве грунтовых нитей переплетения открытая цепочка 3 использовалась полиэфирная нить линейной плотностью 11,2 текс. Ячейки 5 решетки заполнены системами переплетений открытая цепочка 3 и закрытое трико. Решетка изготовлена на основовязальной машине 6 класса и сформирована вязанием грунтовых нитей 3,4 и одновременным прокладыванием усилительным уточных нитей 1,2 вдоль петельных рядов и петельных столбиков с раппортом, соответствующим ширине ячейки 20 мм и высоте ячейки 20 мм. Поверхностная плотность решетки - 230,5 г/м. Прочность при разрыве решетки - 27 кН/м.
Пример 2. Основовязаная решетка для армирования вырабатывалась основовязальным способом уточным переплетением, переплетениями открытая цепочка 3 и закрытое трико 4 с вертикальными 1 и горизонтальными 2 уточными усилительными высокомодульными полиэфирными мононитями линейной плотности 900 текс. В качестве грунтовых нитей переплетения открытая цепочка 3 использовалась полиэфирная нить линейной плотностью 16,7 текс. Ячейки 5 решетки заполнены системами переплетений открытая цепочка 3 и закрытое трико. Решетка изготовлена на основовязальной машине 6 класса и сформирована вязанием грунтовых нитей 3,4 и одновременным прокладыванием усилительным уточных нитей 1,2 вдоль петельных рядов и петельных столбиков с раппортом, соответствующим ширине ячейки 50 мм и высоте ячейки 50 мм. Поверхностная плотность решетки - 283,6 г/м2. Прочность при разрыве решетки - 66,6 кН/м.
Пример 3. Основовязаная решетка для армирования вырабатывалась основовязальным способом уточным переплетением, переплетениями открытая цепочка 3 и закрытое трико 4 с вертикальными 1 и горизонтальными 2 уточными усилительными высокомодульными полиэфирными мононитями линейной плотности 342 текс. В качестве грунтовых нитей переплетения открытая цепочка 3 использовалась полиэфирная нить линейной плотностью 17,2 текс. Ячейки 5 решетки заполнены системами переплетений открытая цепочка 3 и закрытое трико. Решетка изготовлена на основовязальной машине 6 класса и сформирована вязанием грунтовых нитей 3,4 и одновременным прокладыванием усилительным уточных нитей 1,2 вдоль петельных рядов и петельных столбиков с раппортом, соответствующим ширине ячейки 35 мм и высоте ячейки 35 мм. Поверхностная плотность решетки - 284,35 г/м. Прочность при разрыве решетки - 32,6 кН/м.
Пример 4. Основовязаная решетка для армирования вырабатывалась основовязальным способом уточным переплетением, переплетениями открытая цепочка 3 и закрытое трико 4 с вертикальными 1 и горизонтальными 2 уточными усилительными высокомодульными полиэфирными мононитями линейной плотности 113 текс. В качестве грунтовых нитей переплетения открытая цепочка 3 использовалась полиэфирная нить линейной плотностью 28,3 текс. Ячейки 5 решетки заполнены системами переплетений открытая цепочка 3 и закрытое трико. Решетка изготовлена на основовязальной машине 6 класса и сформирована вязанием грунтовых нитей 3,4 и одновременным прокладыванием усилительным уточных нитей 1,2 вдоль петельных рядов и петельных столбиков с раппортом, соответствующим ширине ячейки 50 мм и высоте ячейки 50 мм. Поверхностная плотность решетки - 362,6 г/м2. Прочность при разрыве решетки - 7,2 кН/м.
Пример 5. Основовязаная решетка для армирования вырабатывалась основовязальным способом уточным переплетением, переплетениями открытая цепочка 3 и закрытое трико 4 с вертикальными 1 и горизонтальными 2 уточными усилительными высокомодульными полиэфирными мононитями линейной плотности 944 текс. В качестве грунтовых нитей переплетения открытая цепочка 3 использовалась полиэфирная нить линейной плотностью 28,3 текс. Ячейки 5 решетки заполнены системами переплетений открытая цепочка 3 и закрытое трико. Решетка изготовлена на основовязальной машине 6 класса и сформирована вязанием грунтовых нитей 3,4 и одновременным прокладыванием усилительным уточных нитей 1,2 вдоль петельных рядов и петельных столбиков с раппортом, соответствующим ширине ячейки 50 мм и высоте ячейки 50 мм. Поверхностная плотность решетки - 367,6 г/м2. Прочность при разрыве решетки - 64,2 кН/м.
Пример 6. Основовязаная решетка для армирования вырабатывалась основовязальным способом уточным переплетением, переплетениями открытая цепочка 3 и закрытое трико 4 с вертикальными 1 и горизонтальными 2 уточными усилительными высокомодульными полиэфирными мононитями линейной плотности 228 текс. В качестве грунтовых нитей переплетения открытая цепочка 3 использовалась полиэфирная нить линейной плотностью 10 текс. Ячейки 5 решетки заполнены системами переплетений открытая цепочка 3 и закрытое трико. Решетка изготовлена на основовязальной машине 6 класса и сформирована вязанием грунтовых нитей 3, 4 и одновременным прокладыванием усилительным уточных нитей 1, 2 вдоль петельных рядов и петельных столбиков с раппортом, соответствующим ширине ячейки 50 мм и высоте ячейки 50 мм. Поверхностная плотность решетки - 216,4 г/м2. Прочность при разрыве решетки - 15,6 кН/м.
Пример 7. Основовязаная решетка для армирования вырабатывалась основовязальным способом уточным переплетением, переплетениями открытая цепочка 3 и закрытое трико 4 с вертикальными 1 и горизонтальными 2 уточными усилительными высокомодульными полиэфирными мононитями линейной плотности 228 текс. В качестве грунтовых нитей переплетения открытая цепочка 3 использовалась полиэфирная нить линейной плотностью 55 текс. Ячейки 5 решетки заполнены системами переплетений открытая цепочка 3 и закрытое трико. Решетка изготовлена на основовязальной машине 6 класса и сформирована вязанием грунтовых нитей 3,4 и одновременным прокладыванием усилительным уточных нитей 1,2 вдоль петельных рядов и петельных столбиков с раппортом, соответствующим ширине ячейки 50 мм и высоте ячейки 50 мм. Поверхностная плотность решетки - 506,4 г/м2. Прочность при разрыве решетки - 17,3 кН/м.
Сравнительная характеристика образцов основовязаной решетки для армирования представлена в таблице 1.
| Таблица 1 | |||
| Сравнительная характеристика образцов основовязаной решетки армирования | |||
 | Размер ячейки, мм | Поверхностная плотность, г/м2 | Прочность на разрыв, кН/м |
| Пример 1 | 20×20 | 230,5 | 27 |
| Пример 2 | 50×50 | 283,6 | 66,6 |
| Пример 3 | 35×35 | 284,35 | 32,6 |
| Пример 4 | 50×50 | 362,6 | 7,2 |
| Пример 5 | 50×50 | 367,6 | 64,2 |
| Пример 6 | 50×50 | 216,4 | 15,6 |
| Пример 7 | 50×50 | 506,4 | 17,3 |
Таким образом, использование предложенной основовязаной решетки для армирования повышает прочность композита по ширине и высоте. Заявляемая структура решетки в совокупности с использованным сырьем и полимером, который служит матрицей композиционного материала, обеспечивает необходимое сопротивление растягивающим усилиям по всем направлениям в плоскости композита. Заполнение ячеек решетки переплетениями открытая цепочка и закрытое трико повышает трещиностойкость композита в целом.
Основовязаная решетка для армирования, состоящая из вертикальных и горизонтальных уточных усилительных высокомодульных синтетических нитей, образующих ячейки прямоугольной формы, нитей грунта переплетения цепочка и уточной нити, причем нить грунта переплетения цепочка охватывает вертикальные уточные нити и фиксирует горизонтальные уточные нити, а уточная нить грунта соединена с нитями грунта переплетения цепочка, отличающаяся тем, что вертикальные и горизонтальные уточные усилительные нити выполнены из высокомодульных комплексных полиэфирных мононитей линейной плотностью от 113 текс до 944 текс, соединенных между собой, и закреплены в структуре решетки по горизонтали и вертикали двумя системами грунтовых нитей переплетений открытая цепочка и закрытое трико из полиэфирных нитей линейной плотностью от 10 текс до 55 текс с одновременным заполнением каждой ячейки этими системами и соединением их с горизонтальными уточными нитями по всем ячейкам вдоль вертикальных уточных нитей с образованием платированных петель через ряд в одном петельном столбике со смещением на один ряд в соседнем петельном столбике.
