Многослойная панель Советский патент 1982 года по МПК F16B5/02 B32B15/00 

(54) МНОГОСЛОЙНАЯ ПАНЕЛЬ

Изобретение относится к конструкции многослойных изделий и касается, : в частности, многослойной панели.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является составная по длине многослойная панель, содержащгш слои из неметаллического композитного материала и расположенные в зоне стыков усиливающие элементы в виде металлических прокладок Г1.

Наличие упрочняющих металличес- . ких прокладок увеличивает прочность краевых зон панели на смятие и срез, но одновременно снижает межслойную сдвиговую прочность за счет уменьшения адгезионной связи материала прокладок и матрицы композитного материала (что обуслбвлено их разными линейными расширениями при полимеризации материала). Поэтому повиление несущей способности панели при сокращении ее веса в зоне стыковки не может быть признано достаточном.

Цель изобретения - увеличение несущей способности панели в краевой зоне.

Для достижения цели в многослойной панели, срдержаадед слои из неметаллического композитного материала и расположенные в краевой зоне уснливакицие элементы в виде металлических прокладок, прокладки на обращенных одна к другой поверхностях выполнены с выступами, расположенными так, что выступы одной прокладки помещены между шлступами другой, а слои неметаллического материала, находя1ф1еся между прокладками, выпол10нены волнообразной формы.

Высота выступов и размер промежутков между ними могут быть переменными по длине или ширине проклсщки либо и по длине и по ширине проклад.15 ки.

Иа фиг. 1 изображена панель в зоне стыка, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид сверху на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2 при равнрмернораспре20деленных выступах; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг, 2 при равномернораспределенных выступах; на фиг. 5 - разрез А-А на фиг. 2 при возрастании плотности выступов от края зоны сты25ковки к ее середине; на фиг. 6 - разрез В-В на фиг. 2 при том же расположении выступов; на фиг. 7 - разрез А-А на фиг. 2 при возрастании плотности и высоты выступов от края зоны

30 стыковки к, ее середине; на фиг. ®

разрез Б-Б на фиг. 2 при том же расположении выбтупов.

Многослойная панель 1 выполнена, например, из слоев ориентированного углепластика, соединена болтами 2 через наклсшки 3. В краевой зоне панель 1 усилена, в данном случае,двумя метс1ллическими прокладками 4, каждая из которых имеет выступы 5. Выступы одной прокладки расположены напротив промежутков между выступг1ми другой прокладки. При этом между прок.;1адками 4 слои углепластика 6 имеютволнообразную форму 7. Соединение слоев углепластика, прокладки 4 и заполнение зазоров осуществляется матрицей 8.

Выступы 5 на прокладках 4 могут ыть расположены по-разному: возможнр их равномерное размещение на прокладках 4 по ширине и длине, возможно также уплотнение и разрежение выступов 5 по длине и ширине прокладок. Высота выступов 5 и соответственно глубина промежутков и -их ширина могут быть как постоянными по дли . не и ширине дрокладок 4, так и переменными по длине, по ширине или одновременно -по длине и ширине прокладок При передаче нагрузки с одной части панели на другую сос редоточенные усилия от болтов 2 воспринимаются матери.алом панели, прочность кото-рого на срез и смятие увеличена за счет введения металлических прокладок. Прочность соединения прокладок 4 со слоями углепластика обеспечивается как адгезионной связью материала прокладок и матрицы композитного материала, так и механическим зацеплением выступов прокладок за технологически деформированную, волнообразную часть слоев углепластика 7. Поэтому величина передаваемой нагрузки в зоне стыковки панели увеличивается по сравнению с прототипом Следует отметить, что переменная плотность выступов, возрастающая от края зоны стыковки к середине, позволяет снизить концентрацию напряжений в слое углепластика 7 в переходном месте панели за счет уменьшения волнистости. Этим допилнительно повышается несущая способность панели. Возрастание высоты выступов 5 прокладок 4 по тому же закону, что ныне указанная плотность выступов приводит также к уменьшению концентрации напряжений в слое углепластика 7, а значит, к увеличению несущей способности панели. Направление изменения плотности выступов ил их высоты зависит от направления передаваемой нагрузки по длине прокладки, если нагрузка действует вдоль стыка панели, наконец, по длине и ширине прокладки, если нагрузка действует под острым углом к стыку панели.

Использование в зонах стыка в конструкции продольной балки силового щитка из углепластика упрочняющих металлических прокладок позволяет повысить несущую способность конструкции в этих зонах на 8%. Применение предлагаемого изобретения дополнительно увеличивает несущую способность конструкции на 5%, так как помимо адгезионной связи прбкладок и матрицы углепластика осуществляется механическое зацепление выступов прокладок с волнообразной частью слоев углепластика.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

-.IT

Ф Ф.|

./

lM

U

Фиг 2 6 fi

Фиг. 5 6 Ц ,j/

г. 7.

Фиг.6.. т

Фнг.в 3 х /у У