[go: up one dir, main page]

RU182601U1 - FASTENING ELEMENT FOR CONNECTING PARTS FROM LAMINATED POLYMER COMPOSITE MATERIALS BASED ON GLASS FABRIC AND MATRIX FROM SYNTHETIC RESIN WITH METAL PARTS OF THE DESIGN - Google Patents

FASTENING ELEMENT FOR CONNECTING PARTS FROM LAMINATED POLYMER COMPOSITE MATERIALS BASED ON GLASS FABRIC AND MATRIX FROM SYNTHETIC RESIN WITH METAL PARTS OF THE DESIGN Download PDF

Info

Publication number
RU182601U1
RU182601U1 RU2017116511U RU2017116511U RU182601U1 RU 182601 U1 RU182601 U1 RU 182601U1 RU 2017116511 U RU2017116511 U RU 2017116511U RU 2017116511 U RU2017116511 U RU 2017116511U RU 182601 U1 RU182601 U1 RU 182601U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
thickened
spear
synthetic resin
fastener
expanding
Prior art date
Application number
RU2017116511U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Владимирович Астахов
Ирина Игоревна Сорокина
Екатерина Викторовна Грачева
Original Assignee
Михаил Владимирович Астахов
Ирина Игоревна Сорокина
Екатерина Викторовна Грачева
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Михаил Владимирович Астахов, Ирина Игоревна Сорокина, Екатерина Викторовна Грачева filed Critical Михаил Владимирович Астахов
Priority to RU2017116511U priority Critical patent/RU182601U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU182601U1 publication Critical patent/RU182601U1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B5/00Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them
    • F16B5/12Fastening strips or bars to sheets or plates, e.g. rubber strips, decorative strips for motor vehicles, by means of clips
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B19/00Bolts without screw-thread; Pins, including deformable elements; Rivets

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Insertion Pins And Rivets (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована для соединения деталей из слоистых (ламинатных) полимерных композиционных материалов (на основе стеклотканей и матриц из синтетических смол) с металлическими частями конструкций, без нарушения целостности волокон основы композиционного материала. Крепежный элемент представляет собой цилиндрический штифт, переходящий с одного конца в копьеобразную законцовку, состоящую из расширяющейся (утолщенной) и сужающейся (заостренной) частей, расширяющаяся (утолщенная) часть примыкает к цилиндрической части крепежного элемента. Крепежный элемент имеет переход от расширяющейся (утолщенной) части на сужающуюся часть копьеобразной законцовки, оформленный радиусом. Внутренние углы между пластиной расширяющейся части копьеобразной законцовки и ее утолщенными краями выполнены на основе радиусного перехода.The utility model relates to the field of mechanical engineering and can be used to connect parts from layered (laminate) polymer composite materials (based on fiberglass and synthetic resin matrices) with metal parts of structures, without violating the integrity of the fibers of the base of the composite material. The fastener is a cylindrical pin, passing from one end into a spear-shaped ending, consisting of expanding (thickened) and tapering (pointed) parts, the expanding (thickened) part adjoins the cylindrical part of the fastening element. The fastening element has a transition from the expanding (thickened) part to the tapering part of the spear-shaped ending, decorated with a radius. The internal angles between the plate of the expanding part of the spear-shaped tip and its thickened edges are made on the basis of the radius transition.

Предлагаемый крепежный элемент при его вырыве из тела детали позволяет: минимизировать сползание полимерного композиционного материала вдоль поверхности утолщенной части копьеобразной законцовки; уменьшить нерегулярную зону композиционного материала с преобладанием синтетической смолы в местах перехода пластины законцовки в утолщенную часть; уменьшить вероятность нарушения целостности волокон основы композиционного материала и возникновения микротрещин в матрице при вибрационных нагрузках; упростить технологию изготовления крепежного элемента.

Figure 00000001
The proposed fastener when it is torn from the body of the part allows you to: minimize the sliding of the polymer composite material along the surface of the thickened part of the spear-shaped ending; reduce the irregular zone of the composite material with the predominance of synthetic resin in the places where the ending of the ending plate is in the thickened part; to reduce the probability of violating the integrity of the fibers of the base of the composite material and the occurrence of microcracks in the matrix under vibration loads; simplify the manufacturing technology of the fastener.
Figure 00000001

Description

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована для соединения деталей из слоистых (ламинатных) полимерных композиционных материалов (на основе стеклотканей и матриц из синтетических смол) с металлическими частями конструкций, без нарушения целостности волокон основы композиционного материала.The utility model relates to the field of mechanical engineering and can be used to connect parts from layered (laminate) polymer composite materials (based on fiberglass and synthetic resin matrices) with metal parts of structures, without violating the integrity of the fibers of the base of the composite material.

Известен крепежный, элемент для соединения деталей из слоистых полимерных композиционных материалов на основе стеклотканей и матриц из синтетических смол с металлическими частями конструкции [1], который выполнен в виде металлического цилиндрического штифта (иглы). Недостатком данного технического решения является сползание полимерного композиционного материала с крепежного элемента при его вырыве из тела детали. Прочность такого соединения недостаточно высока и определяется в основном адгезионной составляющей.Known fastener, an element for connecting parts from layered polymer composite materials based on fiberglass and synthetic resin matrices with metal parts of the structure [1], which is made in the form of a metal cylindrical pin (needle). The disadvantage of this technical solution is the sliding of the polymer composite material from the fastener when it is torn from the body of the part. The strength of such a compound is not high enough and is determined mainly by the adhesive component.

Известны крепежные элементы для соединения деталей из слоистых полимерных композиционных материалов на основе стеклотканей и матриц из синтетических смол с металлическими частями конструкции [2], которые выполнены в виде металлических стержней с различными наконечниками: игольчатым, треугольным пластинчатым и лопатообразным пластинчатым. Недостатками данных технических решений являются: сползание полимерного композиционного материала с крепежного элемента при его вырыве из тела детали; наличие резьбы на стержне; расслоение композиционного материала при вырыве крепежного элемента. Прочность такого соединения недостаточно высока и определяется в основном адгезионной составляющей. На металлическом стержне крепежных элементов нарезана резьба (для крепления в гнездах металлических пластин), что увеличивает трудоемкость изготовления крепежного элемента.Known fasteners for connecting parts from layered polymer composite materials based on fiberglass and synthetic resin matrices with metal parts of the structure [2], which are made in the form of metal rods with various tips: needle, triangular lamellar and spade-like lamellar. The disadvantages of these technical solutions are: the sliding of the polymer composite material from the fastener when it is torn from the body of the part; the presence of thread on the rod; stratification of the composite material when the fastener is torn out. The strength of such a compound is not high enough and is determined mainly by the adhesive component. A thread is cut on the metal rod of the fasteners (for fastening in the slots of the metal plates), which increases the complexity of manufacturing the fastener.

Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому эффекту является крепежный элемент для соединения деталей из слоистых полимерных композиционных материалов на основе стеклотканей и матриц из синтетических смол с металлическими частями конструкции [3], который выполнен в виде цилиндрического штифта с наконечником лопатообразной формы с утолщенными плечиками. Недостатками данного технического решения являются: образование значительной нерегулярной зоны композиционного материала с преобладанием синтетической смолы в местах внутреннего перехода от пластины к утолщенным краям расширяющейся части законцовки; наличие острых углов при переходе от расширяющейся (утолщенной) части на сужающуюся часть лопатообразной законцовки, являющихся концентраторами напряжений, что вызывает зарождение микротрещин в матрице и нарушение волокон основы композиционного материала, снижает прочность соединения, усложняет технологию изготовления крепежного элемента.The closest to the utility model in terms of technical nature and the effect achieved is a fastener for connecting parts of layered polymer composite materials based on fiberglass and synthetic resin matrices with metal parts of the structure [3], which is made in the form of a cylindrical pin with a tip of a spade shape with thickened shoulders. The disadvantages of this technical solution are: the formation of a significant irregular zone of the composite material with a predominance of synthetic resin in the places of the internal transition from the plate to the thickened edges of the expanding part of the tip; the presence of acute angles during the transition from the expanding (thickened) part to the tapering part of the shovel-shaped tip, which are stress concentrators, which causes the initiation of microcracks in the matrix and the violation of the fibers of the base of the composite material, reduces the strength of the connection, complicates the manufacturing technology of the fastener.

Задача полезной модели - повышение прочности соединения и упрощение технологии изготовления крепежного элемента.The objective of the utility model is to increase the bond strength and simplify the manufacturing technology of the fastener.

Поставленная задача достигается тем, что: переход от расширяющейся (утолщенной) части на сужающуюся часть копьеобразной законцовки оформлен радиусом; внутренние углы между пластиной расширяющейся части копьеобразной законцовки и ее утолщенными краями выполнены на основе радиусного перехода; остальная часть крепежного элемента выполнена в виде цилиндрического штифта.The problem is achieved in that: the transition from the expanding (thickened) part to the tapering part of the spear-shaped ending is framed by a radius; the internal angles between the plate of the expanding part of the spear-shaped tip and its thickened edges are made on the basis of the radius transition; the rest of the fastener is made in the form of a cylindrical pin.

На фиг. 1 изображен крепежный элемент;In FIG. 1 shows a fastener;

На фиг. 2 изображено сечение А-А фиг. 1.In FIG. 2 shows a section AA of FIG. one.

На фиг. 3 изображено сечение Б-Б фиг. 1.In FIG. 3 shows a section BB of FIG. one.

Крепежный элемент для соединения деталей из слоистых полимерных композиционных материалов на основе стеклотканей и матриц из синтетических смол с металлическими частями конструкции представляет собой цилиндрический штифт, переходящий с одного конца в копьеобразную законцовку, состоящую из расширяющейся (утолщенной) и сужающейся (заостренной) частей, расширяющаяся (утолщенная) часть примыкает к цилиндрической части крепежного элемента. Переход от расширяющейся (утолщенной) части на сужающуюся часть копьеобразной законцовки оформлен радиусом R. Внутренние углы между пластиной расширяющейся части копьеобразной законцовки и ее утолщенными краями выполнены на основе радиусного перехода r.The fastener for connecting parts from layered polymeric composite materials based on fiberglass and synthetic resin matrices with metal parts of the structure is a cylindrical pin, passing from one end to a spear-shaped ending, consisting of expanding (thickened) and tapering (pointed) parts, expanding ( thickened) part adjoins the cylindrical part of the fastener. The transition from the expanding (thickened) part to the tapering part of the spear-shaped tip is decorated with a radius R. The internal angles between the plate of the expanding part of the spear-shaped tip and its thickened edges are based on the radius transition r.

Применение предложенного технического решения позволяет: уменьшить сползание полимерного композиционного материала при вырыве крепежного элемента за счет утолщенной части; уменьшить нерегулярную зону композиционного материала с преобладанием синтетической смолы в местах перехода пластины законцовки в расширяющуюся (утолщенную) часть; уменьшить вероятность нарушения целостности волокон основы композиционного материала и возникновения микротрещин в матрице при вибрационных нагрузках в местах перехода от расширяющейся (утолщенной) части на сужающуюся часть копьеобразной законцовки. Повышение прочности соединения достигается за счет увеличения площади контакта тела крепежного элементам композиционным материалом в зоне утолщенной части копьеобразной законцовки и определяется не только адгезионной составляющей, но и податливостью композиционного материала. Трудоемкость изготовления уменьшается за счет исключения операций, связанных с нарезанием резьбы на цилиндрической части крепежного элемента.The application of the proposed technical solution allows: to reduce the sliding of the polymer composite material when the fastener is torn out due to the thickened part; to reduce the irregular zone of the composite material with the predominance of synthetic resin in the places where the ending plate transitions to the expanding (thickened) part; to reduce the likelihood of violating the integrity of the fibers of the base of the composite material and the occurrence of microcracks in the matrix under vibration loads at the points of transition from the expanding (thickened) part to the tapering part of the spear-shaped ending. An increase in the bond strength is achieved by increasing the contact area of the fastener body with the composite material in the area of the thickened part of the spear-shaped ending and is determined not only by the adhesive component, but also by the flexibility of the composite material. The complexity of manufacturing is reduced due to the exclusion of operations associated with threading on the cylindrical part of the fastener.

Применение предложенного технического решения позволяет упростить технологию изготовления крепежного элемента.The application of the proposed technical solution allows to simplify the manufacturing technology of the fastener.

Техническим результатом данного решения является уменьшение вероятности нарушения целостности волокон основы композиционного материала и возникновения микротрещин в матрице при вибрационных нагрузках в местах перехода от расширяющейся части на сужающуюся часть копьеобразной законцовки.The technical result of this solution is to reduce the likelihood of violating the integrity of the fibers of the base of the composite material and the occurrence of microcracks in the matrix under vibration loads at the points of transition from the expanding part to the tapering part of the spear-shaped tip.

Источники информацииInformation sources

1. В2 8455074 US. Metal/composite joint with selective interlaminar reinforcement / Steven P. Wanthal / The Boeing Company. №019910/12. Filed. 25.01.2008.1. B2 8455074 US. Metal / composite joint with selective interlaminar reinforcement / Steven P. Wanthal / The Boeing Company. No. 019910/12. Filed. 01/25/2008.

2. Астахов, M.B. Экспериментальное исследование прочности соединений «сталь-композит» / М.В. Астахов, Т.В. Таганцев // Труды МГТУ «Математическое моделирование сложных технических систем». - М,: Изд - во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. - №593. - С. 125-1302. Astakhov, M.B. An experimental study of the strength of the steel-composite joints / M.V. Astakhov, T.V. Tagantsev // Proceedings of MSTU "Mathematical modeling of complex technical systems." - M ,: Publishing House - at the MSTU. N.E. Bauman, 2006. - No. 593. - S. 125-130

3. Сорокина, И.И. Исследование влияния формы крепежного элемента на прочность соединения «металл-композит» [Электронный ресурс] / И.И. Сорокина, М.В. Астахов // Наука и образование: электронное научно-техническое Издание. - 2012. - №02. URL: http://techhomag.edu.ru/doc/308514.html. (дата обращения 30 сентября 2014).3. Sorokina, I.I. Investigation of the influence of the shape of the fastener on the strength of the metal-composite joint [Electronic resource] / II. Sorokina, M.V. Astakhov // Science and Education: Electronic Scientific and Technical Edition. - 2012. - No. 02. URL: http://techhomag.edu.ru/doc/308514.html. (accessed September 30, 2014).

Claims (2)

1. Крепежный элемент для соединения деталей из слоистых полимерных композиционных материалов на основе стеклотканей и матриц из синтетических смол с металлическими частями конструкции, характеризующийся тем, что выполнен в виде цилиндрического штифта, переходящего с одного конца в копьеобразную законцовку, для соединения слоистых полимерных композиционных материалов на основе стеклотканей и матриц из синтетических смол с металлическими частями конструкций, без нарушения целостности волокон основы композита, отличающийся тем, что переход от расширяющейся части на сужающуюся часть копьеобразной законцовки оформлен радиусом.1. A fastener for connecting parts from layered polymer composite materials based on fiberglass and synthetic resin matrices with metal parts of the structure, characterized in that it is made in the form of a cylindrical pin passing from one end to a spear-shaped ending for connecting layered polymer composite materials to based on fiberglass and synthetic resin matrices with metal parts of structures, without violating the integrity of the fibers of the composite base, characterized in that the transition from the expanding part to the tapering part of the spear-shaped tip is framed with a radius. 2. Крепежный элемент для соединения деталей из слоистых полимерных композиционных материалов на основе стеклотканей и матриц из синтетических смол с металлическими частями конструкции по п. 1, отличающийся тем, что внутренние углы между пластиной расширяющейся части копьеобразной законцовки и ее утолщенными краями выполнены на основе радиусного перехода.2. A fastener for joining parts of layered polymer composite materials based on fiberglass and synthetic resin matrices with metal parts of a structure according to claim 1, characterized in that the internal angles between the plate of the expanding part of the spear-shaped tip and its thickened edges are made on the basis of the radius transition .
RU2017116511U 2017-05-11 2017-05-11 FASTENING ELEMENT FOR CONNECTING PARTS FROM LAMINATED POLYMER COMPOSITE MATERIALS BASED ON GLASS FABRIC AND MATRIX FROM SYNTHETIC RESIN WITH METAL PARTS OF THE DESIGN RU182601U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017116511U RU182601U1 (en) 2017-05-11 2017-05-11 FASTENING ELEMENT FOR CONNECTING PARTS FROM LAMINATED POLYMER COMPOSITE MATERIALS BASED ON GLASS FABRIC AND MATRIX FROM SYNTHETIC RESIN WITH METAL PARTS OF THE DESIGN

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017116511U RU182601U1 (en) 2017-05-11 2017-05-11 FASTENING ELEMENT FOR CONNECTING PARTS FROM LAMINATED POLYMER COMPOSITE MATERIALS BASED ON GLASS FABRIC AND MATRIX FROM SYNTHETIC RESIN WITH METAL PARTS OF THE DESIGN

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU182601U1 true RU182601U1 (en) 2018-08-23

Family

ID=63255509

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017116511U RU182601U1 (en) 2017-05-11 2017-05-11 FASTENING ELEMENT FOR CONNECTING PARTS FROM LAMINATED POLYMER COMPOSITE MATERIALS BASED ON GLASS FABRIC AND MATRIX FROM SYNTHETIC RESIN WITH METAL PARTS OF THE DESIGN

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU182601U1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE7226710U (en) * 1973-08-16 Voith Getriebe Kg Bolts with head and shank for fastening sheet metal
GB1465896A (en) * 1974-03-25 1977-03-02 Canada Steel Co Fastener securing a metal joist layer and a panel layer together
US20020187018A1 (en) * 2001-04-23 2002-12-12 Horst-Detlef Gassmann Nail-shaped fastening element
RU2433317C2 (en) * 2006-01-17 2011-11-10 Бёлльхофф Фербиндунгстехник Гмбх Method to make nailed connection (versions) and nail designed to develop nailed connection

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE7226710U (en) * 1973-08-16 Voith Getriebe Kg Bolts with head and shank for fastening sheet metal
GB1465896A (en) * 1974-03-25 1977-03-02 Canada Steel Co Fastener securing a metal joist layer and a panel layer together
US20020187018A1 (en) * 2001-04-23 2002-12-12 Horst-Detlef Gassmann Nail-shaped fastening element
RU2433317C2 (en) * 2006-01-17 2011-11-10 Бёлльхофф Фербиндунгстехник Гмбх Method to make nailed connection (versions) and nail designed to develop nailed connection

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Сорокина И.И. Исследование влияния формы крепежного элемента на прочность соединения "металл-композит" [Электронный ресурс] / И.И. Сорокина, М.В. Астахов // Наука и образование: электронное научно-техническое издание. - 2012. -. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4206895A (en) Loop-tension joint
Ueda et al. Instantaneous mechanical fastening of quasi-isotropic CFRP laminates by a self-piercing rivet
JP5462355B2 (en) Composite structure
DE102016115121A1 (en) A method of assembling a plurality of components and an assembly thereof
DE102010042128A1 (en) Structural component, aerospace vehicle or process
EP1223032A3 (en) Plate-like lightweight structural elements
US20160229117A1 (en) A component with a fastening region for a threaded connection, together with a moulded part and a fastening part
JP2020100391A (en) Shear ties for aircraft wing
CN104278631A (en) Anchor with automatic clamping functional structures and carbon fiber plate
DE102017110131A1 (en) Fastener with a holding section
RU182601U1 (en) FASTENING ELEMENT FOR CONNECTING PARTS FROM LAMINATED POLYMER COMPOSITE MATERIALS BASED ON GLASS FABRIC AND MATRIX FROM SYNTHETIC RESIN WITH METAL PARTS OF THE DESIGN
US11254036B2 (en) Insert designed to be fitted on a support and fixing assembly including one such insert
EP1916440A3 (en) Structural part made of fibre-reinforced thermoplastics
CN207727774U (en) A kind of aluminium alloy plate type node structure that web is reinforced
EP3326787B1 (en) Connecting element for metallic material and fibre reinforced material
DE102014001128A1 (en) A method of joining a first component to a second component made of a fiber reinforced plastic
CN104724277A (en) Light airplane composite material skin integral rapid connecting structure and manufacturing method thereof
CN203113163U (en) High-strength resin matrix composite material pre-buried sleeve
CN201835080U (en) Plus or minus 45DEG dual-axial carbon fiber warp knitted fabric
EP3887129B1 (en) Method for connecting thermoplastic composite material parts
KR101457469B1 (en) Structure for jointing composite material and metal member
RU2571645C2 (en) Gluing process (versions)
US9162419B2 (en) Composite staple
JP2017114016A (en) Fastener fastening method
CN103895856A (en) Composite-material I beam connecting device of aerofoils and aeroplane body

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20180919