Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники, а именно к изделиям из слоистых композиционных материалов.
Наиболее близким техническим решением к заявленному является многослойная пластина, содержащая- разне-. сенные несущие слои и размещенный между ними упрочняющий слой, связанный с источником,электропитания и включающий однонаправленные стерж ни.
Эффективность работы пластины зависит от степени реализации элек-. трической энергии в механическую работу деформации пластин. ;
Недостатком этой пластины является то, что схема преобразования энергии приводит к непроизводительным затратам электрической энергии в
устройстве и к снижению его КПД, а также несущей способности панели.
Цель изобретения - повышение несущей способности пластины и умень4: шение расхода электроэнергии. ю ю
Эта. цель достигается тем, что в многослойной пластине, содержащей разнесенные несущие слои и размещенО1ный между ними упрочняющий слой, связанный с источником электропитания и включающий однонаправленные стержни , сами стержни выполнены из материала с термомеханической памятью, ре,алиэующими осевую деформацию и присоединены к источнику электропитания.
Причем упрочняющий слой выполнен . из нескольких параллельно расположенных слоев однонаправленных стержней, при этом,по крайней мере, один слой выполнен из стержней, реализующих деформацию, обратную деформации смежных слоев . Кроме этого, стержни, размещенные в одном слое, разделены йа группы, р ализующие разноименную деформацию. На фиг.1 изрбражежа пластина со стержнями в виде проволоки,- на фиг.2 сечение А-А на фиг.1,«на фиг.З - пла сщина ео. стержнями в виде полос и с ле шними слоями, использованными в качестве шин, на фиг,4 - сечение Б-Б на фиг.З; на фиг,5 пластина со стержнями, сгруппированными по виду деформации в пределах одного слоя , на фиг.6 - сечение В-В на фиг,5, на фиг,7 - принципиальная схема включения пластины. Многослойная пластина 1 имеет вне ние слои 2, например, из ориёнтированного углепластика и упрочняющий слой 3, симметрично расположенный от носительно срединной плоскости пласт ны. Слой 3 состоит из стержней , скреплённых между собой смолой 5, Смола 5 связывает та кже слои пластины и является одновременно теплои электроизолирующим материалом в Конструкции, Стержни k на концах соединены с шинами 6 и 7. Шины подключены к соответствующим клеммам 8 и 9. Стержни k выполнены из материала с термомеханической памятью на исход ную форму и на предварительную задан ную деформацию, например, из нитинола - сплава на базе металлида NiTi Эффект памяти проявляется в данном случае в том, что заготовка из этого сплава, которой предварительно придают две определенные формы повышенной и нормальной температурах, после нагрева приобретает форму зафиксированную при повышенной тем пературе, а после охлаждения - форму, соответствующую нормальной темпе ратуре. Обратимые изменения формы объясняются термоупругим мартенситным превращением кристаллической решетки сплава, Учитывая указанное свойство нитинола, стержни t перед установкой в пластину подвергаются специальной обработке, обеспечивающей им при нагреве до Т 40-60°,С увеличение длины на определенную величину, а при охлаждении до Т 20°С ее уменьшение до размера, необходимого при сбо ке слоя 3. 1 5 Если многослойная пластина 1 выполнена с внешними слоями 2 из металла, например, как в варианте на фиг,3, то необходимость в шинах отпадает и клеммы 8 и 9 подключены непосредственно к слоям 2, Для расширения области применения многослойная пластина в варианте на фиг, 5 имеет в слое 3 стержни 10, которые перед сборкой пластины подвергаются точно такой же обработке, как и стержни 4, но им по сравнению со стержнями 4 придана деформация обратного знака. Стержни и 10 чередуются в слое 3 и дополнительно теплоизолированы друг от друга прокладками 11, (Прокладки 11 в сочетании со смолой 5 обеспечивают V взаимную тепловую инерцию стержней 10), Стрежни 10 подсоединены к шинам 12 и 13, связанным с клеммами И и 15, В тех случаях, когда при расширении области применения пластины необходимо увеличить эффективность действия Слоя 3 количество стержней k и 10 также увеличивают и их групг|ируют послойно, как например, в пластине на фиг,7. Для нее слой 3 состоит из стержней l, а слои 16 - из стержней 10, Слои 3 и 1б распож жены симметрично относительно срединной плоскости пластины и дополнительно изолированы друг от друга прокладками 11.Электрический ток подается к клеммам пластины 1 от источника электропитания 17 через коммутатор 18 (см, фиг.9). -Замыкание электрической цепи осуществляется в коммутаторе 18 по командному сигналу. Сигнал вырабатывается программнь1м устройством 19по показаниям дгтчика 20. Датчик 20р&змещен на пластине 1. При нагружении пластины 1 распределенной осевой сжимающей нагрузкой замеряется деформация датчиком 2.0 и сравнивается с заданной предельной величиной в программном устройстве 19. Как только она превысит заданную величину, подается сигнал в коммутатор 18 на замыкание электрической цепи через клеммы 8 и 9, поступает в стержни Ч, Из-за их собственного электрического сопротивления выделяется тепло, которое расходуется на нагревание стержней 4. В диапазоне температуре (40-60) С стерж 1ни 4 слоя J удлиняются -вспоминая предварительно заданную форму, и рас тягивг ют прилегающие слои 2. Внутрен няя энергия деформации растяжения пластины 1 позволяет частично компен сировать pia6oTy .внешних ;сжимаю1 х сил и этим повысить несущую способность пластины на сжатие. При уменьшении нагрудки ниже заданного уровня коммутатор 18 по сигналу от программ ного устройства 19 отключает эпектро цепь, стержни слоя 3 охлаждаются и принимают исходную длину. В пластине 1 исчезает деформация растяжения. В случае действия распределенной осевой растягивающей нагрузки коммутатор 18 включает электрическую цепь через клеммы 1 и 15. Теперь ток 5 подается в стержни 10, которые укорачиваются в диапазоне температур. («0-60)С и вызывают деформацию сжатия пластины 1 (см.варианты на фиг.5 и 7). Энергия деформации сжа тия пластины частично компенсирует работу внешних растягивающих сил и позволяет повысить несущую способность пластины на растяжение. В такой пластине удается реашзовать Ееличину удлинения на порядок большую по сравнению с величиной удлинения слоя в пластине прототипа. Поэтому эффективность этого технического решения для увеличения несущей способности выше. Кроме того, электрическая энергия, подаваемая в слое 3 этой пластины расходуется только на нагревание стержней до .
/I-/I
6-В
П
-О
Фиг.7
