Многослойная панель Советский патент 1982 года по МПК E04C2/24 

Изобретение относится к слоистым конструкциям, имеющих слои листового ячеистого заполнителя, и может найти применение для создания несущих амрртизащюнных конструкций панелей и оболочек в строительстве, на транспорте, в судостроении и авиации.

Известна многослойная панель, включающая наружные обшивки и скрепленные с ними листы заполнителя в виде структуры ячеистого типа с ячейками в форме усеченных пирамид, направленных основаниями в противоположные стороны; слои заполнителя соединены между собой по площадкам выступов. Выступы одного из листов выполнены менее жесткими, -чем соединенные с ними выступы других листов. Менее жесткие листы выполнены с вогнутостями, направленными внутрь выступов, и имеют кривизну, равную кривизне соединенньтх с ними жестких выступов

.. Известная многослойная панель характеризуется недостаточными амортизационными свойствами, малым удельным энергопоглощением при амортизации, обусловленной однократным использованием поверхности мягкого выступа на выворачивание, несущест-,

венным эффектом прогрессивного воз- растания нагрузки амортизации, вызванной только конусностью выступов.

Наиболее близкой к изобретению является многослойная панель, включающая наружные обшивки и слои заполнителя из отдельных листов в виде структур ячеистого типа, оболочковые выступы одного из которых выполнены

10 менее жесткими, чем соединенные с ними оболочковые, выступы другого листа, и имеют осесимметричные вогнутости, направленные внутрь выступов и повторяющих кривизну соединенных с

15 НИМИ более жестких выступов, причем в полостях выступов установлены вклаДЕЛШи в виде разновеликих оболочковых элементов, расположенные по оси выступов 21.

20 , - - -

Ход амортизации данной панели ограничен высотой выступов и составляет не более половины толщины панели, так как в процессе амортизации сближение слоев происходит до величины,

25 когда жесткие выступы упираются в противоположную обшивку.

Цель изобретения - улучшение амортизационных свойств.

Цель достигается тем, что в много30слойной панели, включающей наружные обшивки и слои заполнителя из отдель ных листов в виде структур ячеистого типа, оболочковиё выступы одного из которых выполнены менее жесткими, че соединенные с ними оболочковые высту пи другого листа, и имеют осесимметричные вогнутости, на-правленные внут выступов и повторяющие кривизну соед ненных с ними более жестких вЕлступов Причем в полостях выступов установле ны вкладыгии в виде разновеликих оболочковых элементов, расположенные по оси выступов, вкладыши имеют разную жесткость, расположены по оси противолежащих выступов и прикреплены к обшивкам в основаниях выступов, а вкладыши меньшей жесткости выполнены с осесимметричной. вогнутостью, соответствующей вогнутостям оболочковых выступов, причем зазор между вкладышем и оболочкой выступа, в полости которого он расположен, срответствует зоне выворачивания суммарной толщины оболочковых выступов, а вкладьци, расположенный внутри более жесткого вьлступа, имеет жесткост болы;1ую суммарной жесткости оболочновых выступов и вкладыша, расположенного внутри менее жесткого выступа. Кроме того, вкладыши расположены от вогнутых участков оболочковых выступов на расстоянии ступени хода амортизации. На фиг.. 1 изображена панель, в аксонометрии; на фиг. 2 - разрез многослойной панели; на фиг. 3 - кон тактируюгше выступы в начальном положении; на фиг. 4 и 5 - выступы в момент начала деформирования большего и Меньшего вложенных оболочковы элементов; на фиг. 6 - выступы в момент полного исчерпывания рабочего хода амортизации при пластическом деформировании.. -Конструкция панели (фиг. 2) включает наружные обшивки 1 и 2 и скрепленные с ними листы заполнителя 3 и 4с оболочковы11и элементами (выступа ми) 5 и 6. Оболочковые элементы вкладыши 7 и 8 .осесимметрично установлены внутри выступов 5 и 6 на рас стоянии ступени хода амортизации от выпукло-вогнуты участков выступов 5и б соответсттвенно, и представляют собой геометрически подобные по боко вой образующей поверхности соответствующими выступами тела, имеющие возрастающую жесткость. Хесткость оболочкового элемента 7 больше суммарной жесткости -выступов 5 и 6, а жес.ткость элемента 8 - выступов 5 и и оболочкового элемента 7. Оболочковые элементы 7 и-8, установленные в полости пыступов 5 и 6, имеют основания 9 и 10, соединенные с выступами 5 и 6 отбортовкой 11 и 12. Своими ос нованиями 9 и 10 оболочковые элементы 5 и 6 соединены с несущими слоями Iи 5 соответственно. Оболочковыйэлемент 7 повторяет форму выпуклости оболочкового элемента 8 и соответствующего участка 13 соединения выступов 5и 6, выступ 5 повторяет выпукловогнутостями 13 и 14 форму выступа 6и элементов 7 и 8. Сечения панели по взаимно перпендикулярным плоскостям идентичны. Расстояние между боковыми поверхностями оболочковых элементов 7 и 8 и выступов 5. и 6 соответствует зоне перегибавыпуклостей и вогнутостей, противоположных выступов 6 и 5 соответственно. Изготовление конструкции может бить осуществлено следующим образом. Известными методами штамповки в Постепенно углубляющихся пуансонах и матрицах штампуют.ся листы заполнителя 3 и 4 со своими выступами 5 и 6 и оболочковые элементы 7 к 8. Производится соединение контактной сваркой (пайкой, склеиванием) листов заполнителя 3 и 4 между собой по выпукло-вогнутым поверхностям выступов 5 и 6. Затем в выступы 5 и 6 устанавливают оболочковые элементы 7 и 8 и соединяются с соответствупщими выступами по отбортовкам IIи 12 (пайка)..Соединение пакета слоев производится пайкой (контактной сваркой) между листами заполнителя 3 и 4 и основаниями оболочковых элементов с соответствующими несущими слоями 1 и 2. Жесткостные параметры листов .(модуль упругости, толщины и др.) заполнители и оболочковых элементов выбираются таким образом, что выступ 5 является менее жестким, чем выступ 6, оболочковый элемент 7 ;более жестким, чем совместная жесткость выступов 5 и 6, оболочковый элемент 8- более жестким, чем оболочковый элемент 7 и выступы 5 и 6. Причем, необходимо учитывать влияние на параметры жесткости соединяющего слоя междУ выступами 5 и 6 (пайка, сварка, склеивание) , В результате воздействия закритических нагрузок на несущие обтаивки (2):происходит их сближение друг с другом за счет развития вогнутостей выступа 5, т.е. по мере углубления выступов б осуществляется выворачивание материала -выступа 5. Если действующая нагрузка достаточная для полного оседания выступа 5 в соответствующую вогнутость оболочкового элемента 7, то дальнейшее сближение слоев происходит за счет развития вогнутостей выступа 6 и обатного выворачивания вогнутостей выступа 5 до момента посадки вогнутой редней части выступа 6 на оболочковый элемент 8, Далее сближение несуих листов осуществляется за счёт пластического деформирования вогнутости оболочкового элемента 7 и обратнЪго выворачивания выступов 6 и 5 При этом вывернутый материал разновысоких выступов и оболочковых элеме.нтов, поочередно наслаиваясь на более жесткие выступы (оболочковйе элементы), увеличивает его обмую иэгибную жесткость (вследствие ее не линейной зависимости от толщины), чт с одной стороны, увеличивает энергию амортизации, а с другой стороны, уве личивает жесткость выпуклой рабочей части выступов. После прекращения действия нагруз конструкция в первоначальное положение не возвращается , а занимает некоторое положение, при котором толщи на пакета несколько уменьшается, однако при этом увеличивается прочност пакета на сдвиг за счет зацепления оболочковых элементов друг за друга. Таким образом, в улучьчении амортизационных свойств панели выражаетс эффект предлагаемого изобретения. Формула изобретения 1. Многослойная панель, включающая наружные обшивки и. слои заполнителя из отдельных листов в виде структур ячеистого типа, оболочковые выступы одного из которых выполнены менее жесткими, чем соединенные с ними оболочковые выступы другого лис та, и имеют осесимметричные вогнутое ти. Направленные внутрь выступов и повторяющие кривизну соединенных с ними более жестких выступов, причем в полостях выступов установлены вкладыши в виде разновеликих оболочковых элементов, расположенные п.о оси выступов, отличающаяся тем, что, с целью улучшения амортизационных свойств, вкладыши имеют разную жесткость, расположены по оси противолежащих выступов и прикреплены к обшивкам в основаниях выступов, а вкладыши меньшей жесткости выполнены с .осесимметричной вогнутостью, соответствующей вогнутостям оболочковых выступов, причем зазор между вкладышем и оболочкой выступа, в полости которого он расположен, соответствует зоне выворачивания суммарной толщины оболочковых выступов, а вкладыш, расположенный внутри более жесткого выступа, имеет жесткость, больмую суммарной жесткости оболочковых выступов и вкладыша, расположенного внутри жесткого выступа. 2.. Панель по п. 1, о-т л и ч аю щ а я с я тем, что вкладыши расположены от вогнутых участков оболочковых выступов на расстоянии ступени хода амортизации. I Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Лвторское свидетельство СССР по заявке № 2762712/33, кл. Е 04 С 2/24, 1978. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2954601/33, кл. Е 04 С 2/24, 1980 (прототип).