Основовязаная мультиаксиальная решетка для армирования
Полезная модель относится к производству решеток для армирования и может быть использована, например, в авиационной отрасли.
Техническим результатом полезной модели является устранение недостатков прототипа: улучшение формоустойчивости решетки с одновременным увеличением прочности за счет провязывания прямых и параллельных слоев систем уточных нитей и фиксация всех мест пересечения нитей.
Основовязаная мультиаксиальная решетка для армирования, состоящая из системы горизонтальных уточных усилительных высокомодульных комплексных полиэфирных мононитей, системы вертикальных уточных усилительных высокомодульных комплексных полиэфирных мононитей, системы диагональных уточных усилительных высокомодульных комплексных полиэфирных мононитей, наклоненных по часовой стрелке, системы диагональных уточных усилительных высокомодульных комплексных полиэфирных мононитей, наклоненных против часовой стрелки, повернутых относительно друг друга на угол 45° и соединенных вместе в местах пересечения нитей системы горизонтальных уточных усилительных высокомодульных комплексных полиэфирных мононитей, системы диагональных уточных усилительных высокомодульных комплексных полиэфирных мононитей, наклоненных по часовой стрелке, системы диагональных уточных усилительных высокомодульных комплексных полиэфирных мононитей, наклоненных против часовой стрелки, связующей системой нитей, отличается тем, что все места пересечения диагональных уточных мононитей, совпадающие с местами пересечения горизонтальных и вертикальных уточных мононитей соединены двумя системами связующих слои нитей переплетения цепочка, образующих петли через ряд в каждом петельном столбике со смещением на один ряд относительно друг друга. (1 п.н. ф-лы, 1 табл., 2 илл.)
Полезная модель относится к производству решеток для армирования и 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 7073538, кл. D03D 15/08 (11.07.2006) известна решетка, состоящая из нижнего слоя системы нитей, множества промежуточных слоев систем нитей, верхнего слоя системы нитей и связующего слоя нитей; нижний, промежуточные и верхний слои находятся под определенных углом друг к другу. Нити решетки выполнены из полиолефиновых, арамидных или полиэфирных высокомодульных нитей. Разрывная прочность нитей каждой системы составляет не менее 15 г/денье.
Описанная мультиаксиальная решетка затем может быть залита полимером, сохраняющим свою эластичность или твердеющим со временем. Также возможен вариант дополнительного покрытия композита полимерной пленкой. Причем начальный модуль упругости при растяжении твердой матрицы составляет по-крайней мере 2068 МПа, а эластичной матрицы - 41,3 МПа.
Нижним слоем мультиаксиальной решетки является система горизонтальных уточных нитей. Два промежуточных слоя решетки, лежащих на нижнем слое, представляют собой систему вертикальных уточных нитей и систему диагональных уточных нитей, наклоненных по часовой стрелке и находящихся под углом 45° по отношению к предыдущему слою системы вертикальных уточных нитей. Самый верхний слой - система диагональных уточных нитей, наклоненных против часовой стрелки и находящихся под углом 90° по отношению к предыдущему слою системы диагональных уточных нитей (наклоненных по часовой стрелке). Таким образом, фронтальный вид решетки показывает, что нити всех систем уточных нитей повернуты относительно друг друга на угол 45°. Системы уточных нитей скреплены между собой в местах их пересечения с помощью связующей системы нитей так, что между остовом петли и протяжкой одновременно находятся только три системы уточных нитей: система диагональных уточных нитей, наклоненная по часовой стрелке, система диагональных уточных нитей, наклоненная против часовой стрелки и система горизонтальных уточных нитей. Нити системы вертикальных уточных нитей находятся в промежутках между нитями связующей системы.
Системы вертикальных, горизонтальных и диагональных уточных нитей являются структурными компонентами мультиаксиальных полотен. А связующие системы нитей обеспечивают целостность структуры во избежание смещения ее компонентов.
Недостатком существующей решетки является то, что система вертикальных уточных нитей закреплена в структуре только за счет сил трения нитей, поскольку нити этой системы в местах пересечения с нитями системы диагональных уточных нитей, наклоненными по часовой стрелке, системы диагональных уточных нитей, наклоненными против часовой стрелки, не охватываются связующей системой нитей и, следовательно, могут быть вытянуты из структуры в продольном направлении. Также нити этой системы могут быть смещены в межниточном пространстве структуры относительно связующей системы нитей вдоль горизонтальной оси в плоскости решетки. Это приведет к неравномерности структуры, изгибу нитей слоев решетки, а значит и к уменьшению прочностных характеристик.
Техническим результатом полезной модели является устранение недостатков прототипа: улучшение формоустойчивости решетки с одновременным увеличением прочности за счет провязывания прямых и параллельных слоев систем уточных нитей и фиксация всех мест пересечения нитей.
Поставленная задача достигается тем, что основовязаная мультиаксиальная решетка для армирования, состоящая из системы горизонтальных уточных усилительных высокомодульных комплексных полиэфирных мононитей, системы вертикальных уточных усилительных высокомодульных комплексных полиэфирных мононитей, системы диагональных уточных усилительных высокомодульных комплексных полиэфирных мононитей, наклоненных по часовой стрелке, системы диагональных уточных усилительных высокомодульных комплексных полиэфирных мононитей, наклоненных против часовой стрелки, повернутых относительно друг друга на угол 45° и соединенных вместе в местах пересечения нитей системы горизонтальных уточных усилительных высокомодульных комплексных полиэфирных мононитей, системы диагональных уточных усилительных высокомодульных комплексных полиэфирных мононитей, наклоненных по часовой стрелке, системы диагональных уточных усилительных высокомодульных комплексных полиэфирных мононитей, наклоненных против часовой стрелки, связующей системой нитей, отличается тем, что все места пересечения диагональных уточных мононитей, совпадающие с местами пересечения горизонтальных и вертикальных уточных мононитей соединены двумя системами связующих слои нитей переплетения цепочка, образующих петли через ряд в каждом петельном столбике со смещением на один ряд относительно друг друга.
Существенным признаком заявляемого технического решения является совмещение точек пересечения диагональных уточных мононитей с точками пересечения горизонтальных и вертикальных уточных мононитей и фиксация этих точек двумя системами связующих нитей через ряд в одном петельном столбике со смещением на один ряд в соседнем петельном столбике относительно друг друга, что улучшает формоустойчивость решетки с одновременным увеличением ее прочности.
На фигуре 1 представлена структура мультиаксиальной решетки для армирования, где 1 - горизонтальные уточные усилительные высокомодульные комплексные полиэфирные мононити; 2 - вертикальные уточные усилительные высокомодульные комплексные полиэфирные мононити; 3 - диагональные уточные усилительные высокомодульные комплексные полиэфирные мононити, наклоненные по часовой стрелке; 4 - диагональные уточные усилительные высокомодульные комплексные полиэфирные мононити наклоненные против часовой стрелки; 5 - связующие системы нитей переплетения цепочка; 6 - точка пересечения вертикальной 1, горизонтальной 2, диагональной 3 и диагональной 4 уточной усилительной высокомодульной комплексной полиэфирной мононити. Все места пересечения 6 диагональных 3 и 4 уточных усилительных высокомодульных комплексных полиэфирных мононитей, совпадающие с местами пересечения горизонтальных 1 и вертикальных 2 уточных усилительных высокомодульных комплексных полиэфирных мононитей соединены двумя системами связующих слои нитей переплетения цепочка 5, образующих петли через ряд в каждом петельном столбике со смещением на один ряд относительно друг друга.
На фигуре 2 представлена схема раскладки уточных нитей в мультиаксиальном трикотаже на оборудовании фирмы Liba.
Пример 1. Основовязаная мультиаксиальная решетка для армирования выработана на машине 6 класса и сформирована вязанием двух систем грунтовых нитей переплетения цепочка 5 и одновременным прокладыванием уточных усилительных высокомодульных комплексных мононитей 1, 2, 3, 4. В качестве грунтовых нитей использовалась полиэфирная мононить линейной плотностью 17,2 текс, уточных - комплексные полиэфирные мононити линейной плотности 320 текс с прочностью 0,5 кН. Поверхностная плотность решетки - 620 г/м2. Прочность при разрыве решетки - 60 кН/м.
Пример 2. Основовязаная мультиаксиальная решетка для армирования выработана на машине 6 класса и сформирована вязанием двух систем грунтовых нитей переплетения цепочка 5 и одновременным прокладыванием уточных усилительных высокомодульных комплексных мононитей 1, 2, 3, 4. В качестве грунтовых нитей использовалась полиэфирная мононить линейной плотностью 21,8 текс, уточных - комплексные полиэфирные мононити линейной плотности 640 текс с прочностью 0,7 кН. Поверхностная плотность решетки - 930 г/м2. Прочность при разрыве решетки - 92 кН/м.
Пример 3. Основовязаная мультиаксиальная решетка для армирования выработана на машине 6 класса и сформирована вязанием двух систем грунтовых нитей переплетения цепочка 5 и одновременным прокладыванием уточных усилительных высокомодульных комплексных мононитей 1, 2, 3, 4. В качестве грунтовых нитей использовалась полиэфирная мононить линейной плотностью 21,8 текс, уточных - комплексные полиэфирные мононити линейной плотности 320 текс с прочностью 0,5 кН. Поверхностная плотность решетки - 710 г/м2. Прочность при разрыве решетки - 74 кН/м.
Сравнительная характеристика образцов основовязаной решетки для армирования представлена в таблице 1.
 | Линейная плотность грунтовых нитей, текс | Линейная плотность уточных нитей, текс | Поверхностная плотность, г/м2 | Прочность, кН/м |
| Пример 1 | 17,2 | 320 | 620 | 60 |
| Пример 2 | 21,8 | 640 | 930 | 92 |
| Пример 3 | 21,8 | 320 | 710 | 74 |
Таким образом, использование предложенной основовязаной мультиаксиальной решетки для армирования с увеличенной формоустойчивостью существенно повышает его прочность. Заявляемая структура решетки и использованные полиэфирные мононити обеспечивают высопрочный профиль, большую сопротивляемость сдвигу элементов структуры, стабильность размеров во всех направлениях.
Основовязаная мультиаксиальная решетка для армирования, состоящая из системы горизонтальных уточных усилительных высокомодульных комплексных полиэфирных мононитей, системы вертикальных уточных усилительных высокомодульных комплексных полиэфирных мононитей, системы диагональных уточных усилительных высокомодульных комплексных полиэфирных мононитей, наклоненных по часовой стрелке, системы диагональных уточных усилительных высокомодульных комплексных полиэфирных мононитей, наклоненных против часовой стрелки, повернутых относительно друг друга на угол 45° и соединенных вместе в местах пересечения нитей системы горизонтальных уточных усилительных высокомодульных комплексных полиэфирных мононитей, системы диагональных уточных усилительных высокомодульных комплексных полиэфирных мононитей, наклоненных по часовой стрелке, системы диагональных уточных усилительных высокомодульных комплексных полиэфирных мононитей, наклоненных против часовой стрелки, связующей системой нитей, отличающаяся тем, что все места пересечения диагональных уточных мононитей, совпадающие с местами пересечения горизонтальных и вертикальных уточных мононитей соединены двумя системами связующих слои нитей переплетения цепочка, образующих петли через ряд в каждом петельном столбике со смещением на один ряд относительно друг друга.
