Многослойная ячеистая панель Советский патент 1992 года по МПК E04C2/24 E04C2/36 

Изобретение относится к многослойным конструкциям и может быть использовано при изготовлении панелей и оболочек общестроительного назначения из композиционных материалов.

Известна многослойная ячеистая панель, включающая наружные обшивки и заполнитель из листов ячеистого типа,ячейки каждого из которых выполнены в виде полых многогранных выступов усеченных пирамид и обращены верхними основаниями в противоположные стороны по отношению к срединной плоскости листа, и стрингеры треугольного или трапециевидного сечения, обращенные двоими вершинами в сторону обшивок, а основаниями соединенные с заполнителем.

Наиболее близкой к предлагаемой является многослойная ячеистая панель, состоящая из несущих слоев, два из которых

являются наружными, а остальные расположены между слоями заполнителя и являются промежуточными. При этом ячеистые листы могут иметь различную строительную высоту и различный шаг выступов, а направление рядов выступов крайних листов заполнителя расположены под углом 45° по отношению к направлению рядов ячеек последующих листов. Предложенное решение позволяет создавать многослойные ячеистые панели с числом слоев больше трех, с повышенными механическими характеристиками при продольном сжатии и изгибе, а также при сдвиге. Наиболее эффективна такая многослойная панель в элементах конструкций типа опор, нагруженных осевыми усилиями.

Недостатком известной многослойной ячеистой панели является нерациональное размещение материала в несущих слоях, не

Ы ON

00 О О

учитывающее высоту и шаг выступов ячеистого листа. Выполненные исследования показали, что разрушение многослойной панели при изгибе происходит преимущественно за счет местной потери устойчивости несущих слоев, воспринимающих нормальные напряжения в сжатой зоне между выступами заполнителя, и таким образом, прочность несущих слоев, а следовательно, и панели оказывается не реализованной.

Цель изобретения - повышение прочности многослойной панели при воздействии изгибающих нагрузок путем обеспечения более полной реализации прочностных характеристик материала несущих слоев панели за счет его перераспределения. Поставленная цель достигается тем, что в многослойной ячеистой панели, включающей по крайней мере четыре несущих слоя и расположенный между ними заполнитель, выполненный в виде листов ячеистого типа с регулярно расположенными выступами, несущие слои выполнены различной толщины, причем толщина каждого из несущих слоев, расстояние его до срединной плоскости панели и шаг выступов смежного с ним со стороны срединной плоскости панели листа заполнителя связаны соотношением

(Vti)2 Zi (V j)2 z

где di, dj -толщина несущих слоев;

ti, tj - шаг выступов заполнителя;

Zu Zj - расстояние до срединной плоскости панели i-ro и j-ro слоев соответственно.

Выполнение указанного соотношения параметров многослойной панели приводит к увеличению прочности на изгиб всего пакета в целом. В зависимости от конструкции панели прочность на изгиб пакета панели увеличивается на 27-60%. Действительно, максимальный изгибающий момент, воспринимаемый панелью, оценивается соотношением Zoi djZi, где о - напряжение в i-м несущем слое, определяемое наименьшим из напряжений, приводящее к местной потере устойчивости одного из несущих слоев, из чего видно, что он достигает максимума при соблюдении заявляемого условия.

На чертеже изображена многослойная ячеистая панель с раскрытием структуры в продольном направлении.

Многослойная ячеистая панель состоит из несущих слоев 1, несущих наружных слоев 2 и заполнителя, выполненного в виде листов ячеистого типа 3 и 4, выступы 5 и 6

которых имеют форму полых усеченных конусов или многогранных пирамид, обращенных верхними основаниями в противоположные стороны, соединенных с несущими слоями 1 и 2 и расположенных с

определенным шагом.

Пример. Была изготовлена девяти- слойная панель размером 1000x1000 мм. Несущие слои и заполнитель выполнены из стеклопластика на основе тканей Т-10, Т-12,

Т-13 и связующего ЭФ 32-301. Два средних слоя заполнителя имеют высоту 27 мм, расположенный между ними центральный несущий слой имеет толщину 0,5 мм, с двух сторон этого пакета устанавливаются несущие слои толщиной 1,13 мм, с двух сторон этого пакета расположен заполнитель высотой 16,5 мм, поверх которого устанавливаются наружные несущие слои толщиной 0,87мм. Указанные толщины заполнителя, а

следовательно, и общая высота многослойной ячеистой панели выбраны из условия выполнения требований технического задания на соответствие радиотехническим характеристикам. Толщины несущих слоее

выбраны в соответствии с указанной формулой, В сравнении с панелью такой же толщины, у которой все обшивки одинаковые v равны 1 мм, прочность панели на изгиб увеличивается на 27%.

Формула изобретения

Многослойная ячеистая панель, включающая по крайней мере четыре несущих слоя и расположенный между ними заполнитель выполненный в виде листов ячеистого типе

с регулярно расположенными выступами, отличающаяся тем, что, с целые повышения прочности при воздействии изгибающих нагрузок, несущие слои выполнены различной толщины, причем толщине каждого из несущих слоев, расстояние егс до срединной плоскости панели и шаг выступов смежного с ним со стороны срединной плоскости панели листа заполнителя связаны соотношением

(dj/tj.Zi

(Vtj)2 ZJ

где д, dj -толщина несущих слоев; ti, tj - шаг выступов заполнителя; Zi, Zj - расстояние до срединной плоскости панели i-ro и j-ro слоев соответственно.

f f2 Ч

Г u.

Ј&&&$ «

. v v tryr-g-y-y-fc y; x y v v v s

Использование: в строительстве, при изготовлении панелей и оболочек общестроительного назначения из композиционных материалов. Сущность изобретения: многослойная ячеистая панель состоит из несущих слоев 1 различной толщины и заполнителя, выполненного в виде листов ячеистого типа, и их выступы расположены с определенным шагом. Толщина каждого из несущих слоев, расстояние его до срединной плоскости панели и шаг выступов смежного с ним листа заполнителя связаны между собой соотношением, приведенным в тексте описания. 1 ил.

tx.

SboЈ

1/200:

/i

4 J

/

Ctugfes x atly.zg

rXZTJi. jf -a -y Jt x- Jf-if-ТЯ- -

CXЈ3

A

ii