СОТОВАЯ СТРУКТУРА Российский патент 2018 года по МПК B32B3/12 

Изобретение относится к различным областям техники, в частности к трансформирующимся оболочкам, и может быть использовано в качестве сотового наполнителя трансформирующихся оболочек.

Пространственные трансформирующиеся оболочки обладают уникальной способностью складываться в плоскую конструкцию, а после развертки ограничивать значительные объемы. Получение новых трансформирующихся оболочек является актуальной задачей.

Известна четырехлучевая спиралевидная складчатая структура, состоящая из одинаковых по форме и размерам элементарных модулей (сот), которая при трансформировании образует цилиндрическую поверхность нулевой гауссовой кривизны (Закиров И.М., Алексеев К.А. Определение параметров четырехлучевай спиралевидной складчатой структуры. // Изв. Вузов. Авиационная техника. 2005. №4. С. 57-61).

Недостатком известной сотовой структуры является то, что оболочки, образованные при трансформировании структуры, являются поверхностями нулевой гауссовой кривизны. Это ограничивает функциональные возможности и область применения сотовой структуры.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому техническому решению является сотовая структура, составленная из шестигранников, состоящих из шести протяженных тонких пластин, которая при трансформировании образует оболочку с отрицательной гауссовой кривизной (патент России RU №2126875, Е04С 002/36, В32В 003/12, опубл. 15.06.1992 г.).

Недостатком известной сотовой структуры является то, что оболочки, образованные при трансформировании плоской структуры, имеют отрицательную гауссову кривизну, т.е. являются гиперболическими. Для получения оболочек иной формы необходимо специальным образом склеивать пластинки различных типов трапеций, что является сложным и трудоемким процессом, снижающим функциональные возможности сотовой структуры, ограничивающие область применения сотовой структуры при трансформировании, а в целом снижающим эффективность сотовой структуры.

Решаемой задачей изобретения являются низкие функциональные возможности сотовой структуры, обусловленные тем, что при ее трансформировании получаются оболочки лишь с отрицательной гауссовой кривизной, снижающие эффективность сотовой структуры в целом.

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, состоит в повышении эффективности сотовой структуры, а именно в расширении функциональных возможностей сотовой структуры путем обеспечении формирования при трансформировании сотовой структуры поверхности с положительной гауссовой кривизной, например сферической.

Технический результат достигается тем, что в сотовой структуре, составленной из шестигранников, состоящих из шести протяженных тонких пластин, она образована, по меньшей мере, из трех фрагментов, соединенных в равносторонний треугольник в виде решетки с треугольными ячейками, фрагмент состоит из трех шестигранников, соединенных в равносторонний треугольник в виде решетки с треугольными ячейками, при этом первые три пластины шестигранника выполнены с закруткой вдоль продольной оси на угол а в пределах 30°-60°, остальные три пластины шестигранника выполнены зеркально-подобными первым трем пластинам, причем зеркально-подобные пластины попарно соединены в равносторонний плоский треугольник, образуя при этом плоскую решетку.

Предложенное техническое решение позволяет повысить эффективность сотовой структуры, создавая многомодульные сотовые структуры, построенные путем соединения предлагаемых сотовых структур в равносторонний треугольник в виде решеток с треугольными ячейками, имеющими в своем составе различные количества фрагментов и при транспортировании сотовые структуры образуют плоскую решетку, например сферическую - поверхность с положительной гауссовой кривизной, тем самым расширяя функциональные возможности и область применения этих сотовых структур.

Для пояснения технической сущности предлагаемого изобретения рассмотрим чертежи:

фиг. 1 - схематическое изображение плоской решетки сотовой структуры;

фиг. 2 - схематическое изображение фрагмента плоской решетки сотовой структуры;

фиг. 3 - схематическое изображение шестигранника;

фиг. 4 изображена пластина шестигранника;

фиг. 5 изображено соединение двух зеркально подобных пластин шестигранника в трех проекциях;

фиг. 6 - схематическое изображение плоской решетки сотовой структуры, состоящей из шести фрагментов;

фиг. 7 - фрагмент трансформированной сотовой структуры.

На прилагаемых чертежах обозначено:

1 - фрагмент решетки сотовой структуры;

2 - узлы, соединяющие фрагменты решетки сотовой структуры;

3 - шестигранник;

4 - узлы, соединяющие шестигранники;

5 - пластина;

6 – зеркально-подобная пластина.

Плоская решетка сотовой структуры, показанная на фиг. 1, состоит из трех фрагментов 1, соединенных тремя узлами 2 в равносторонний треугольник в виде решетки с треугольными ячейками.

Фрагмент, показанный на фиг. 2, состоит из трех шестигранников 3, соединенных тремя узлами 4 в равносторонний треугольник в виде решетки с треугольными ячейками,

Шестигранник 3, показанный на фиг. 3, состоит из трех пластин 5 и трех пластин 6. Пластина 5, представленная на фиг. 4, выполнена в виде тонкой протяженной пластины с закруткой вдоль продольной оси на угол а в пределах 30°-60°. Пластина 6 выполнена зеркально-подобной пластине 5.

Шестигранник 3, изображенный на фиг. 3, образуется из зеркально-подобных пластин 5 и 6 попарно соединенных в равносторонний плоский треугольник с углом при вершине ψ. На фиг. 5 в трех проекциях изображено соединение двух зеркально-подобных пластин 5 и 6.

В исходном плоском состоянии сотовой структуры размеры и форма шестигранников 3 одинаковы и соответствуют равностороннему треугольнику с углом при вершине ψ=60° (см. фиг. 6).

В процессе трансформирования сотовой структуры все пластины шестигранников остаются одинаковыми по длине, а изменяются лишь углы при вершине треугольника ψ, при этом образуется сотовая структура, вписанная в поверхность с положительной гауссовой кривизной, например в сферическую (см. фиг. 7). Предложенная сотовая структура в исходном плоском состоянии симметрична относительно исходной плоскости и в силу симметрии она допускает трансформирование сотовой структуры в обратную сторону, вывертываясь наизнанку.

По своим технико-экономическим преимуществам по сравнению с известными аналогами предложенное техническое решение позволяет повысить эффективность сотовой структуры, создавая многомодульные сотовые структуры, построенные путем соединения предлагаемых сотовых структур в равносторонний треугольник в виде решеток с треугольными ячейками, имеющими в своем составе различные количества фрагментов и при транспортировании сотовые структуры образуют плоскую решетку, например сферическую, тем самым расширяя функциональные возможности и область применения этих сотовых структур.

Изобретение относится к сотовой структуре для использования в качестве сотового наполнителя трансформирующихся оболочек. Сотовая структура образована из шестигранников, состоящих из шести протяженных тонких пластин, при этом образована, по меньшей мере, из трех фрагментов, соединенных в равносторонний треугольник в виде решетки с треугольными ячейками. Фрагмент состоит из трех шестигранников, соединенных в равносторонний треугольник в виде решетки с треугольными ячейками, при этом первые три пластины шестигранника выполнены с закруткой вдоль продольной оси на угол а в пределах 30°-60°, остальные три пластины шестигранника выполнены зеркально-подобными первым трем пластинам, причем зеркально-подобные пластины попарно соединены в равносторонний плоский треугольник, образуя при этом плоскую решетку. Изобретение обеспечивает повышение эффективности сотовой структуры, а именно расширение функциональных возможностей сотовой структуры путем обеспечения формирования при трансформировании сотовой структуры поверхности с положительной гауссовой кривизной, например сферической. 7 ил., 1 пр.

Сотовая структура, составленная из шестигранников, состоящих из шести протяженных тонких пластин, отличающаяся тем, что она образована, по меньшей мере, из трех фрагментов, соединенных в равносторонний треугольник в виде решетки с треугольными ячейками, причем каждый фрагмент состоит из трех шестигранников, соединенных в равносторонний треугольник в виде решетки с треугольными ячейками, при этом первые три пластины шестигранника выполнены с закруткой вдоль продольной оси на угол а в пределах 30°-60°, остальные три пластины шестигранника выполнены зеркально-подобными первым трем пластинам, причем зеркально-подобные пластины попарно соединены в равносторонний плоский треугольник, образуя при этом плоскую решетку.