Многослойная амортизирующая панель Советский патент 1990 года по МПК E04B1/98 F16F7/12 

г чФиг 1

Изобретение относится к несущим многослойным панелям и может найти применение при создании элементов силовых конструкций летательных аппаратов и судов, обладающих высокой несущей и амортизирующей способностью на воздействие интенсивных многократных нагрузок.

Целью изобретения является увеличение удельного энергопоглощения и повыщение несущей способности панели при увеличе,рах 3 выполняются фрезерованием или закрепляются путем склеивания продольные фигурные выступы 7, а на ребрах 4 выполняются фрезерованием или закрепляются путем склеивания продольные фигурные выс- тупы 8 со смещением относительно выступов 7 с тем, чтобы избежать удара ребрами 3 и 4 в конечной стадии амортизации. На амортизирующих элементах 10 склеиванием закрепляются продольные финии продолжительности действия интенсив- Ю гурные выступы 11 и 12. Заготовки со- ной ударной нагрузки.бираются с помощью оснастки, фиксируюНа фиг. 1 показана многослойная панель, общий вид; на фиг. 2 - панель в конечной стадии амортизации, вид сбоку.

щей их взаимное расположение, при этом выступы И и 12 совмещаются с пазап .одпл а.«.р,„о.м...., ..« -...-МИ 5 И 6. Сборка соединяется в ц&пое по

Панель состоит из несущих плит 1 и 2 с местам контакта выступов 11 и 12 аморти- ребрами 3 и 4. На ребрах выполнены зирующих элементов 10 с пазами 5 и 6 продольные пазы 5 и 6, продольныеребер 3 и 4 с помощью склеивания.

фигурные выступы 7 и 8. В основанияхЕсли действующие на панель нагрузки

ребер расположены продольные фигурныемалы, конструкция работает как упругая

полости 9 Между ребрами 3 и 4 рас-панель. При действии значительного внещположены амортизирующие элементы 10 в 20 него давления начинают сближаться плиты 1

2, при этом ребра 3 начинают вдвигаться в межреберные промежутки, образованные ребрами 4 противоположной плиты 2. Это давление от ребер 3 и 4 через пазы 5 и 6 передается на выступы 11 и 12 амортизирующих элементов 10.

Амортизирующие элементы 10 (тонкостенные зачкнутые профили) начинают выворачиваться, поглощая энергию нагрузки. Одновременно с выворачиванием тонкостенщением по боково й стороне трапеции ре- зо х замкнутых профилей происходит их об- бер В конечной стадии амортизациижатие (уменьшение площади поперечного

расположение выступов вдоль линии кон- сечения) за счет сближения боковых по- такта следующее: сначала выступы 7 ребер 3, верхностей ребер 3 и 4 вследствие общего а затем выступы 8 ребер 4. Этим обес-. изгиба контура профиля. За счет этого печивается дополнительный изгиб и макси- увеличивается противодействие амортизирую- мальное сближение ребер в заверщаю- 35 Щ элементов 10 взаимному сближению

виде тонкостенных замкнутых профилей, изготовленных из материала с высокой усталостной прочностью на выворачивание и с эффектом памяти формы, например из ни- келида титана. На поверхности амортизирующих элементов 10 имеются выступы 11 и 12, которые служат для связи тонкостенных замкнутых профилей с ребрами 3 и 4. Фигурные выступы 7 ребер 3 размещены относительно выступов 8 ребер 4 со смеплит 1 и 2, а следовательно, увеличивается поглощение энергии нагрузки. Кроме того, дополнительное усилие амортизации создается вследствие многозонного с i,nn/,vcna местного изгиба в ходе выворачивания

путем изготовления плит 1 и 2 полыми амортизирующих элементов 10, когда тонко- с расположенными внутри них ребрами жест- стенные замкнутые профили огибают фигур ные (например, полукруглые) выступы 7 и 8

на поверхности ребер 3 и 4, на которых располжены эти фигурные выступы.

щей стадии амортизации (фиг. 2).

Несущие плиты 1 и 2 с ребрами 3 и 4 изготавливаются из высокопрочных легированных сталей. В случае необходимости масса конструкции может быть снижена

кости. Выступы 7 и 8 изготавливаются .либо заодно с ребрами 3 и 4 (путем фрезерования) из того же материала, что и ребра, либо изготавливаются отдельно из металлических сплавов (например, сталь, титановые сплавы) или композиционных материалов. Выступы 11 и 12 изгот.авли- ваются либо заодно с тонкостенными замкнутыми профилями из того же материала.

В случае воздействия на панель на завершающей стадии амортизации максимальных расчетных нагрузок происходит дальнейшее сближение параллельных друг относительно друга боковых поверхностей ребер

либо изготавливаются отдельно из метал- 50 3 и 4, что приводит к дополнит&аьно- лических сплавов или композиционных ма- му обжатию амортизирующих элементов 10. териалов. Тонкостенные замкнутые профили Для предохранения тонкостенных замкнутых профилей от излома в зонах изгиба на конечном участке рабочего хода

.,п „o.v........... - плит используются продольные фигурные

струкции фрезерованием изготавливаются 55 полости 9 у основания ребер 3 и 4. В этих ребристые несущие плиты 1 и 2. На реб- полостях происходит размещение зон изгиба pax 3 и 4 протачиваются продольные амортизирующих элементов 10 в конечной пазы 5 и 6 и фигурные полости 9. На реб- стадии амортизации.

имеют удлиненный диаметр по линии, параллельной боковым граням ребер 3 и 4. Для изготовления предлагаемой кон,рах 3 выполняются фрезерованием или закрепляются путем склеивания продольные фигурные выступы 7, а на ребрах 4 выполняются фрезерованием или закрепляются путем склеивания продольные фигурные выс- тупы 8 со смещением относительно выступов 7 с тем, чтобы избежать удара ребрами 3 и 4 в конечной стадии амортизации. На амортизирующих элементах 10 склеиванием закрепляются продольные фигурные выступы 11 и 12. Заготовки со- бираются с помощью оснастки, фиксируюГеометрические параметры полости 9 выбираются из условий, исключающих чрезмерные локальные пластические деформации и разрушение амортизирующих элементов 10. Это дополнительно обеспечи- вает возможность многократного использования конструкции. При достаточном ходе амортизации и воздействии номинальных нагрузок конструкция может выдержать несколько циклов без нарушения при сохранении .высокой стабильности нагрузок, передаваемых от одной плиты панели к другой.

После исчерпания своей амортизирующей способности панель может быть приведена в первоначальное положение нагре- ванием амортизирующих элементов до температуры обратного мартенситного превращения либо наддувом внутренних полостей конструкции. Это может быть сделано подачей жидкости или газа (например, воз-г духа) во внутренние полости конструкции. При этом происходит обратное рабочему выворачивание тонкостенных замкнутых профилей амортизирующих элементов 10. Одновременно с этим происходит восстановление первоначальной формы амортизирующих эле- ментов 10 в случае их смятия в допустимых пределах. Такое число циклов может быть достаточно большим.

Панель позволяет повыс,ить несущую способность, так как при интенсивных внеш- них нагрузках осуществляется значительное сближение несущих плит. При этом происходит движение ребер одной плиты относительно ребер другой, изменение расстояния между их параллельными боковыми поверхностями с общим и местным изгибом стенок тонкостенных замкнутых профилей с одновременным вращательно- поступательным движением тонкостенных замкнутых профилей амортизирующих элементов, выворачиванием их противоположных кромок и изменением площади попе- речного сечения амортизирующих элементов. Уменьшение площади поперечного сечения тонкостенных замкнутых профилей, а следовательно, и увеличение усилия деформирования на конечном участке рабочего хода панели предотвращает выход из строя ребер, плит и всей конструкции за счет поглощения внешней энергии при сми- нании амортизирующих элементов. Возможно неполное обжатие профилей и S этом случае внутренние полости тонкостенных замкнутых профилей можно использовать для топливных и других коммуникаций. Введение ребер одной плиты в межреберные промежутки другой, т. е. зацепление ребер друг за другом, позволяет повысить сдвиговую прочность и жесткость панели после исчерпания этой панелью амортизирующих свойств.

Таким образом, при прочих равных параметрах предлагаемая конструкция способна выдерживать внешние нагрузки, значительно превышающие те, которые привели бы к разрушению известной панели.

Формула изобретения

Многослойная амортизирующая панель, включающая несущие ребристые плиты, ребра одной из которых расположены в межреберных промежутках другой и соединены упругоподатливыми связями в виде тонкостенных замкнутых профилей с противоположными выступами для соединения с ребрами, отличающаяся тем, что, с целью увеличения удельного энергопоглощения и повышения несущей способности панели при увеличении продолжительности действия интенсивной ударной нагрузки, ребра выполнены трапецеидального поперечного сечения, в основаниях ребер между плитами образованы продольные фигурные полости, а на боковых гранях ребер - продольные фигурные выступы, причем отношение расстояния между плитами к высоте ребра в конце хода амортизации больше единицы.

10

7 5

фиг. 2

Изобретение относится к несущим многослойным панелям и может найти применение при создании элементов силовых конструкций летательных аппаратов и судов, обладающих высокой несущей и амортизирующей способностью на воздействие интенсивных многократных нагрузок. Целью изобретения является увеличение удельного энергопоглощения и повышение несущей способности панели при увеличении продолжительности действия интенсивной ударной нагрузки. Панель включает несущие ребристые плиты 1,2. Ребра одной плиты расположены в межреберных промежутках другой. Плиты соединены амортизирующими элементами 10. Амортизирующие элементы выполнены в виде тонкостенных замкнутых профилей с противоположными выступами. Ребра плит в поперечном сечении имеют вид трапеций. На боковых гранях ребер расположены фигурные выступы 7. В основаниях ребер выполнены продольные фигурные полости 9. Внешняя энергия рассеивается на выворачивание тонкостенных замкнутых профилей и на изгиб стенок профилей. 2 ил.