способ изготовления предварительно напряженного стержневого элемента

Формула изобретения

Способ изготовления предварительно напряженного стержневого элемента, характеризующийся тем, что осуществляется путем жесткого соединения концов собранных в пакет не менее трех профильных стержней и создания напряженно-деформированного состояния их путем введения между ними элементов-распорок, причем жесткое соединение концов стержней осуществляется путем их радиального обжатия в патрубках, соединенных в один узел, при этом в полости каждого стержня в пределах патрубка плотно установлена вставка за пределами участка деформирования при радиальном сжатии.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области механики, в частности к силовым стержневым элементам.

Известен способ обеспечения повышенной жесткости пространственной конструкции, реализованный в складном рефлекторе космической антенны (А.с. SU 965281), представляющей собой предварительно напряженную конструкцию из работающих на изгиб и продольное сжатие отрезков, растянутых гибких связей и профилированных стержней, на которых укреплен гибкий отражатель.

Недостатком известного способа является наличие гибких связей, снижающих надежность конструкции при внешнем механическом воздействии.

Известен способ обеспечения необходимой жесткости, реализованный в штанге для гравитационной стабилизации космических аппаратов (А.с. SU 970827), представляющий собой двухслойный стержневой элемент из материалов с различными физическими свойствами.

Недостатком известного способа является технологическая сложность реализации.

Техническим результатом, который обеспечивается изобретением, является упрощение технологии изготовления и повышение надежности стержневого элемента.

Указанный технический результат достигается тем, что способ изготовления предварительно напряженного стержневого элемента характеризуется тем, что осуществляется путем жесткого соединения концов собранных в пакет не менее трех профильных стержней и создания напряженно-деформированного состояния их путем введения между ними элементов-распорок, причем жесткое соединение концов стержней осуществляется путем их радиального обжатия в патрубках, соединенных в один узел, при этом в полости каждого стержня в пределах патрубка плотно установлена вставка за пределами участка деформирования при радиальном обжатии.

Отличительными признаками в заявляемом изобретении в сравнении с прототипом является то, что способ осуществляется путем жесткого соединения концов собранных в пакет не менее трех профильных стержней и создания напряженно-деформированного состояния их путем введения между ними элементов-распорок, причем жесткое соединение концов стержней осуществляется путем их радиального обжатия в патрубках, соединенных в один узел, при этом в полости каждого стержня в пределах патрубка плотно установлена вставка за пределами участка деформирования при радиальном обжатии.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где

на фиг.1 изображен предварительно напряженный стержневой элемент;

на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1;

на фиг.3 - стержневой элемент без вставки-распорки;

на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.2, где патрубки в недеформированном состоянии;

на фиг.5 - сечение В-В на фиг.1, где патрубки в деформированном состоянии;

на фиг.6, 7 - процесс закрепления трубчатых стержней в патрубках.

Способ изготовления предварительно напряженного стержневого элемента реализуется следующим образом. Стержневой элемент составлен из трех собранных в пакет композитных трубчатых стержней 1, концы которых вставлены в соединительные элементы 2, выполненные в виде металлических патрубков, собранные в единые узлы, например посредством сварного соединения. Фиксация трубчатых стержней 1 в патрубках соединительного элемента 2 осуществляется путем их совместного радиального обжатия усилием F в пределах допустимой пластической деформации патрубков, причем внутри трубчатых стержней за пределами участка деформации патрубка предварительно установлены вставки 3. Такое профильное соединение обладает повышенной прочностью.

Напряженно-деформированное состояние стержневого элемента создается путем установки вставки-распорки 4 между трубчатыми стержнями 1, деформирующей их в пределах допустимых упругих деформаций. Место расположения вставки-распорки 4 вдоль стержневого элемента определяет его параметры жесткости.

Изготовленные по данному способу предварительно напряженные стержневые элементы по удельным характеристикам превосходят трубчатые цельные стержни и могут быть эффективно использованы в качестве силовых элементов в различных пространственных конструкциях.