Многослойная амортизирующая панель Советский патент 1981 года по МПК E04C2/24 F16F7/12 

сдвиговые нагрузки, а интенсивные нагрузки, имеющие импульсный характер приводят к разрушению конструкции именно в местах концентрации напрял ений.

Цель изобретения - увеличение несущей и энергопоглощающей способности панели при амортизации ударных нагрузок.

Поставленная цель достигается тем, что в многослойной амортизирующей панели, включающей несущие слои, скреплениые с толкателями, равномерно смещенными друг относительно друга и соединенными с многослойным энергопоглощающим элементом, содержащим вязкопластичный материал, толкатели выполнены в виде полых профилей замкнутого сечения и непрерывных по своей длине, а энергопоглощающий элемент - из гофрированных листов, скрепленных между собой и с профилями по продольным площадкам и полкам меньщих оснований профилей, причем замкнутые полости, образованные между гофрами листов, заполнены вязкопластичиым, материалом. Боковые поверхности профилей и гофры листов перфорированы. Гофрированные листы выполнены из пластичного материала и между ними установлен и соединен с последними по площадкам лист из материала, пластичность которого больше пластичности материала гофрированных листов.

На фиг. 1 изображена панель, поперечный разрез; на фиг. 2 и 3 - то же, в двух последовательных стадиях пластического деформирования; на фиг. 4 и 5 - панель, общий вид.

Панель состоит из несущих листов 1 и 2 и скрепленных с ними равномерно смещенных друг относительно друга толкателей 3 и 4, выполненных в форме полых профилей замкнутого сечения и непрерывных по своей длине. Многослойный энергопоглощающий элемент включает гофрированные листы 5 и 6, соединенные между собой по площадкам. По этим же площадкам произведено соединение энергопоглощающего элемента с профилями 3 и 4. Гофры листов 5, 6 образуют полости, заполненные вязкопластичным материалом 7. Эти полости разложены на две части дополнительным листом 8, скрепленным с гофрированными листами 5, 6 по площадкам, в местах соединения гофрированных листов между собой и с профилями. Гофрированные листы 5, 6 и боковые поверхности профилей 3, 4 перфорированы калиброванными отверстиями 9. Торцовые сечения профилей закрыты заглушками 10, имеющими отверстия для выхода воздуха. Боковая поверхность панели закрыта эластичной перегородкой 11, имеющей фигурные выщтамповки в районе расположения торца энергопоглощающего элемента, и скреплена внутренними поверхностями фигурных выщтамповок с наружной поверхностью листов 5, 6 энергопоглощающего элемента, закрывая таким образом полости, заполненные вязкопластичиым материалом 7.

Сборка данной конструкции осуществляется, например, следующим образом.

Обычными известными методами изготавливают несущие листы 1, 2. Профили 3, 4 могут быть изготовлены щтамповкой порознь двух половин, при этом в них выполняют отверстия 9 заданного сечения, после чего половины соединяют пайкой или сваркой. В результате образуется замкнутый контур поперечного сечения целого профиля. Профили по краям закрывают заглушками 10, скрепленными с торцами профилей сваркой или пайкой. Гофрированные листы 5, 6 изготавливают, например, щтамповкой, при этом в них также выполняют отверстия 9 заданного сечения. Профили 3, 4 скрепляют с несущими листами 1, 2 пайкой или сваркой. На один из гофрированных листов, например 6, укладывают последовательно лист 8 и лист 5, после чего листы 5 и 6 совмещают по площадкам. На несущий лист 2 между профилями 4 устанавливают технологические клинья, высота которых равна высоте профилей, сверху накладывают совмещенные листы заполнителя 5, 6 и 8 с нанесенным на соответствующих участках слоем припоя. Листы заполнителя совмещают своими площадками с продольными полками профилей, сверху на площадки листов, находящиеся над профилями 4, устанавливают технологические клинья, после чего несущий лист 1 со скрепленными с ним профилями 3 совмещают продольными полками профилей со свободными площадками листов 5, 6, 8, и собранный пакет панели соединяют в единое целое при помощи пайки, после чего клинья убирают. В образованные гофрами листов 5, 6 полости с торцов подают под давлением вязкопластичный материал 7, причем отверстия 9 в листах 5 и 6 в случае необходимости закрывают технологическими накладками, убираемыми после заполнения полостей вязкопластичным материалом. На торцы собранного пакета слоев одевают перегородки И и скрепляют склеиванием с несущими листами 1, 2 внахлестку, а внутренними поверхностями фигурных выштамповок - с наружными поверхностями листов 5, 6 энергопоглощающего элемента.

Во избежание взаимодействия вязкопластичного материала 7 с окружающей средой и для обеспечения длительности хранения отверстия 9 в гофрах листов 5, 6. могут быть закрыты пленкой, склеенной с наружными поверхностями гофров 5, 6 и прорывающейся при выдавливании вязкопластичного материала.

Работа конструкции происходит

еледующим образом.

Под действием нагрузки, превышающей изгибную жесткость многослойного энергопоглощающего элемента, несущие листы 1 и 2 сближаются друг с другом. Профили 3, 4 противоположных несущих листов 1, 2 стремятся распрямить участки гофров листов 5, 6 и изогнуть с растяжением промежуточный лист 8. При этом происходит выдавливание вязкопластичного материала 7 из полостей гофрированных листов через калиброванные отверстия 9 в межпрофильные пространства панели. После полного распрямления гофров листов 5, 6 и выдавливания всего вязкопластичного материала 7 (фиг. 2) листы 5, 6 начинают работать совместно с промежуточным листом 8 на растяжение и изгиб. Причем наибольщая доля энергопоглощения приходится на процесс пластического растяжения листов 5, 6, 8.

По мере сближения несущих листов 1,2 объем межпрофильного пространства уменьщается. Этот процесс происходит до тех пор, пока этот объем не станет равным объему выдавленного из гофров листов 5, 6 вязкопластичного материала 7. После этого начинается процесс передавливания вязкопластичного материала из межпрофильных пространств внутрь профилей 3, 4 через калиброванные отверстия 9 в последних. При этом продолжается совместное растяжение листов 5, 6, 8. Процесс амортизации заканчивается после того, как весь вязкопластичный материал 7 передавлен внутрь профилей 3, 4 (фиг. 3). Профили, скрепленные с одним несущим листом, имеют контакт с противоположным несущим листом по поверхностям своих меньших продольных полок, боковые поверхности профилей - с боковыми поверхностями противоположных профилей, а пластические деформированные листы энергопоглощающего элемента, скрепленные с профилями, зажаты между профилями и несущими листами. При дальнейщем увеличении нагрузки данная панель работает уже как упругая, причем профили и деформированные листы заполнителя взаимодействуют друг с другом, обеспечивая высокую жесткость и прочность заполнителя на сдвиг.

Такая конструкция обладает большей энергопоглощающей способностью за счет использования энергоемких пластически деформаций растяжения, изгиба и двухкратного передавливания вязкопластичного материала сндчала из полостей гофрированных листов в межпрофильные пространства, а затем из последних во внутренние полости профилей. Конструкция панели, в отличие от прототипа, хорошо противострит сдвигу слоев I, 2 друг относительно друга, так как противостоящие друг другу профили 3, 4 вместе с многослойным энергопоглощающим элементом образуют замкнутые силовые треугольники. В процессе сближения слоев сдвиговая жесткость заполнителя повыщается. По исчерпанию энергопоглощающей способности конструкция продолжает работать как

жесткая многослойная панель, обладающая повышенными, по сравнению с исходными, характеристиками заполнителя на сжатие и сдвиг, чем достигается повыщение несущей способности панели.

Кроме того, с целью обеспечения оптимальности амортизации выбор толщин и материала гофрированных и промежуточного листов, а также выбор вязкопластичного материала и диам.етров калиброванных отверстий может производиться в зависимости от конкретной формы импульса ударного воздействия.

Формула изобретения

25

1.Многослойная амортизирующая панель, включающая несущие слои, скрепленные с толкателями, равномерно смещенными друг относительно друга и соединенными с многослойным энергопоглощающим элементом, содержащим вязкопластичный материал, отличающаяся тем, что, с целью увеличения несущей и энергопоглощающей способности, толкатели выполнены в виде полых профилей замкнутого сечения и непрерывных по своей длине, а энергопоглощающий элемент - из гофрированных листов, скрепленных между собой и с профилями по продольным площадкам и полкам меньших оснований профилей, причем замкнутые полости, образованные между гофрами листов, заполнены вязкопластичным материалом.

2.Панель по п. 1, отличающаяся тем, что гофры листов и боковые поверхности профилей перфорированы.

3.Панель по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что гофрированные листы выполнены из пластичного материала, а

между ними установлен и соединен с последними по площадкам лист из материала, пластичность которого больще пластичности материала гофрированных листов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент Великобритании N° 1283598, кл. г 2 Е 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 596761, кл. F 16 F 7/08, 1975.

II

/ 10