RU200914U1 - Стержневой заполнитель многослойной панели - Google Patents
Стержневой заполнитель многослойной панели Download PDFInfo
- Publication number
- RU200914U1 RU200914U1 RU2020125319U RU2020125319U RU200914U1 RU 200914 U1 RU200914 U1 RU 200914U1 RU 2020125319 U RU2020125319 U RU 2020125319U RU 2020125319 U RU2020125319 U RU 2020125319U RU 200914 U1 RU200914 U1 RU 200914U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rods
- filler
- core filler
- along
- zigzag
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области многослойных панелей транспортных средств, космических аппаратов и строительства. Стержневой заполнитель многослойной панели выполнен в виде зигзагообразного гофра. Структура является складчатой и обладает свойством разворачиваться на плоскость. Заполнитель образован стержнями, расположенными вдоль ребер складчатой структуры зигзагообразного гофра: 1,2 - по зигзагообразным линиям; 3,4 - по пилообразным линиям; 5,6 - по коротким диагоналям граней складчатой структуры. Все стержни выполнены из композита с однонаправленным волокнистым армированием. Стержни 3,4 и 5,6 воспринимают основную нагрузку при работе многослойной панели. Стержни 1,2 обеспечивают повышенную прочность соединения обшивки и стержневого заполнителя за счет своей протяженности и, соответственно, большой площади контакта. Преформа стержневого заполнителя является интегральной, пропитка и формование могут быть реализованы одним из трансферных способов: вакуумная инфузия, RTM или Light-RTM. Предложенный стержневой заполнитель характеризуется высокой эффективностью за счет увеличения прочности его соединения с обшивками, при этом решение реализуемо и работоспособно. 1 ил.
Description
Полезная модель относится к области многослойных панелей транспортных средств, космических аппаратов и строительства.
Известен стержневой заполнитель со структурой периодически повторяющейся ячейки в виде четырехгранных пирамид (патент 2580729 Российская Федерация, МПК В32В 7/00, МПК B21D 47/00. Ферменный заполнитель многослойной панели [Текст] / Гайнутдинов В.Г., Абдуллин И.Н.; заявитель и патентообладатель КНИТУ-КАИ; опубл. 10.04.2016, бюл. №10. - 10 с.).
Заполнитель имеет сборную структуру из зигзагообразных полос с пазами под соединение и выполнен таким образом, что его периодическая структурная ячейка образует вершины пирамид малой площади. Это свидетельствует о недостатке данного заполнителя в виду его дальнейшего соединения с обшивками. Вследствие чего малая надежность такого соединения, а соответственно и низкая прочность, как соединения, так и конструкции в целом. Также расположение армирующих волокон не совпадает с осью стержня и, как следствие, существенная потеря прочности. Кроме того, низкая интегральность конструкции, т.е. она является сборной из отдельных полос и, как следствие, снижение надежности.
Известен стержневой заполнитель с пирамидальной структурой и полученный удалением материала из гофрированной заготовки механической обработкой (Xiong J. Three-dimensional composite lattice structures fabricated by electrical discharge machining / J. Xiong, B. Wang, L. Ma, J. Papadopoulos, A. Vaziri, L. Wu // Experimental Mechanics. - 2014. - Vol. 54. - pp. 405-112).
Недостатком является то, что пирамиды имеют сильно усеченную форму, что отрицательно сказывается на прочности, кроме того при обработке гофра из композита направление армирования стержней не будет совпадать с их осью.
Известен стержневой заполнитель с пирамидальной структурой и интегрированный с обшивкой (US Patent 8176635, IPC B21D 47/00. Manufacture of lattice truss structures from monolithic materials / Douglas T. Queheillalt, Haydn N. G. Wadley, PCT Pub. Date: Oct. 23, 2008, PCT Pub. No.: WO 2008/127301. - p. 23.). Он получен удалением материала из монолитной заготовки.
Недостатком является невозможность получения панели с таким заполнителем из композитов с условием соблюдения оптимальной схемы армирования, при которой волокна будут совпадать с осями стержней, а также большая трудоемкость и высокая стоимость изготовления.
Известен стержневой заполнитель с пирамидальной структурой и выполненный из металлов гибкой (Wadley H.N.G. Fabrication and structural performance of periodic cellular metal sandwich structures / H.N.G. Wadley, N. A. Fleck, A. G. Evans // Composites Science and Technology. - 2003. - Vol. 63. - pp. 2331-2343.).
Недостатком является то, что вершины пирамид, образованные стержнями, предполагающие дальнейшее соединение с обшивками, обладают малой площадью контакта, что определяет низкую прочность соединения и низкую прочность конструкции в целом.
Известен стержневой заполнитель из композитов для многослойной панели (George Т. Hybrid carbon fiber composite lattice truss structures // T. George, V.S. Deshpande, H.N.G. Wadley. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. - 2014. - Vol. 65. - pp. 135-147.).
Структура заполнителя представляет собой набор одинаковых пирамид с четырехугольными основаниями. Стержни имеют армирование в виде жгутов и расположены вдоль наклонных ребер пирамид.
Данный заполнитель наиболее близок к заявляемой полезной модели и принят за прототип.
Соединение такого заполнителя с обшивками осуществляется по вершинам стержневых пирамид с малыми площадями контакта. Недостатком такого заполнителя является его малая эффективность в виду низкой прочности соединения заполнителя с обшивками.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, заключается в повышении эффективности за счет увеличения прочности соединения заполнителя с обшивками.
Технический результат достигается тем, что в стержневом заполнителе многослойной панели, периодическая структурная ячейка (фрагмент стержневого заполнителя) которого образована стержнями, расположенными по наклонным ребрам пирамиды с четырехугольным основанием, при этом стержни выполнены из композиционного материала, армированного однонаправленными волокнами, новым является то, что стержни расположены по ребрам складчатой структуры в виде зигзагообразного гофра и в плоскостях граней структуры вдоль коротких диагоналей.
Сущность полезной модели показана на фиг. 1, где:
Фиг. 1а - стержневой заполнитель, построенный на базе складчатой структуры типа зигзагообразного гофра;
Фиг. 1б - увеличенный периодически повторяющийся фрагмент стержневого заполнителя;
Фиг. 1в - развертка стержневого заполнителя;
Фиг. 1г - развертка фрагмента стержневого заполнителя;
Фиг. 1д - складчатая структура типа зигзагообразного гофра, обладающая свойством разворачиваться на плоскость;
Фиг. 1е - развертки складчатой структуры типа зигзагообразного гофра.
Здесь: 1,2 - композитные стержни, расположенные по верхним и нижним зигзагообразным линиям складчатой структуры зигзагообразного гофра;
3,4 - композитные стержни, расположенные по пилообразным линиям складчатой структуры зигзагообразного гофра;
5,6 - композитные стержни, расположенные по коротким диагоналям граней складчатой структуры зигзагообразного гофра.
Стержневой заполнитель многослойной панели (Фиг. 1а) образован стержнями, расположенными вдоль ребер складчатой структуры зигзагообразный гофр: 1,2 - по зигзагообразным линиям; 3,4 - по пилообразным линиям, они обозначены сплошными линиями, а также стержнями 5,6 - по коротким диагоналям граней складчатой структуры, они условно обозначены более тонкими линиями.
Стержни 3,4 и 5,6 образуют периодически повторяющиеся конструктивные элементы в виде стержневых пирамид с четырехугольным основанием (Фиг. 1б). Эти стержни воспринимают основную нагрузку при работе многослойной панели на сжатие, изгиб и сдвиг.
Стержни 1,2, образующие зигзагообразные линии, расположены в плоскостях обшивок. За счет своей протяженности и, соответственно, большой площади они обеспечивают повышенную прочность соединения обшивки и стержневого заполнителя.
В трехмерное состояние такой заполнитель переходит складыванием-трансформированием из развертки (Фиг. 1в, г), путем изгиба по линиям ее разметки.
Геометрической базой, определяющей структуру стержневого заполнителя, является складчатая структура с архитектурой зигзагообразного гофра (Фиг. 1д) Эта структура является разворачивающейся на плоскость (Фиг. 1е).
Все стержни выполнены из композита с однонаправленным волокнистым армированием.
Направления волокон совпадают с осью стержней. Преформа стержневого заполнителя является интегральной, т.е. волокна переходят с одного стержня на другой непрерывно без разрывов.
Преформа стержневого заполнителя состоит из сухих волокон, образующих арматуру стержней. Она может быть изготовлена способом направленной укладки волокна (TFP - технология) на текстильную подложку с пристегиванием к ней вспомогательными нитями. Фиксация волокон осуществляется в соответствии со схемой разметки.
Пропитка и формование могут быть реализованы одним из трансферных способов: вакуумная инфузия, RTM или Light-RTM.
Наличие у заполнителя стержней, расположенных по зигзагообразным линиям выступов и впадин складчатой структуры, обеспечивает высокую прочность соединения заполнителя с обшивками.
Непрерывность волокон по всем стержням и совпадение их направления с осями стержней позволяет максимально реализовать прочность композита в заполнителе.
Разворачиваемость структуры заполнителя на плоскость позволяет использовать для изготовления преформы производительный способ направленной укладки волокна с непрерывным расположением волокон на развертке.
Таким образом, предложенный стержневой заполнитель характеризуется высокой эффективностью за счет увеличения прочности его соединения с обшивками, при этом решение реализуемо и работоспособно.
Claims (1)
- Стержневой заполнитель многослойной панели, периодическая структурная ячейка - фрагмент стержневого заполнителя, которого образована стержнями, расположенными по наклонным ребрам пирамиды с четырехугольным основанием, при этом стержни выполнены из композиционного материала, армированного однонаправленными волокнами, отличающийся тем, что стержни расположены по ребрам складчатой структуры в виде зигзагообразного гофра и в плоскостях граней структуры вдоль коротких диагоналей.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020125319U RU200914U1 (ru) | 2020-07-21 | 2020-07-21 | Стержневой заполнитель многослойной панели |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020125319U RU200914U1 (ru) | 2020-07-21 | 2020-07-21 | Стержневой заполнитель многослойной панели |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU200914U1 true RU200914U1 (ru) | 2020-11-18 |
Family
ID=73455893
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020125319U RU200914U1 (ru) | 2020-07-21 | 2020-07-21 | Стержневой заполнитель многослойной панели |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU200914U1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1240846A2 (ru) * | 1984-12-10 | 1986-06-30 | Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро С Опытным Производством Стеклопластиков Института Механики Ан Усср | Заполнитель многослойной панели |
RU2085671C1 (ru) * | 1991-07-30 | 1997-07-27 | Казанский государственный технический университет им.А.Н.Туполева | Многослойная панель |
RU2254954C1 (ru) * | 2003-12-17 | 2005-06-27 | Открытое акционерное общество "Казанский научно-исследовательский институт авиационной технологии" | Трансформируемая оправка для изготовления складчатого заполнителя многослойной панели одинарной кривизны |
RU2317168C2 (ru) * | 2005-12-05 | 2008-02-20 | Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева, | Устройство для гофрирования листового материала |
RU151699U1 (ru) * | 2014-12-31 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Ферменный заполнитель многослойной панели |
-
2020
- 2020-07-21 RU RU2020125319U patent/RU200914U1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1240846A2 (ru) * | 1984-12-10 | 1986-06-30 | Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро С Опытным Производством Стеклопластиков Института Механики Ан Усср | Заполнитель многослойной панели |
RU2085671C1 (ru) * | 1991-07-30 | 1997-07-27 | Казанский государственный технический университет им.А.Н.Туполева | Многослойная панель |
RU2254954C1 (ru) * | 2003-12-17 | 2005-06-27 | Открытое акционерное общество "Казанский научно-исследовательский институт авиационной технологии" | Трансформируемая оправка для изготовления складчатого заполнителя многослойной панели одинарной кривизны |
RU2317168C2 (ru) * | 2005-12-05 | 2008-02-20 | Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева, | Устройство для гофрирования листового материала |
RU151699U1 (ru) * | 2014-12-31 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Ферменный заполнитель многослойной панели |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6207256B1 (en) | Space truss composite panel | |
CN105128412B (zh) | 具有网格增强蜂窝芯体的夹芯结构 | |
Sun et al. | Review on materials and structures inspired by bamboo | |
CN106739292B (zh) | 一种加强型蜂窝复合板 | |
KR20140125861A (ko) | 바이어스 섬유들을 갖는 파이 형태 예비성형체 | |
RU200914U1 (ru) | Стержневой заполнитель многослойной панели | |
CN102094536B (zh) | 一种阵列式波形齿夹具锚 | |
CN111155694A (zh) | 一种钢筋桁架活性粉末混凝土叠合板的制作方法 | |
RU201426U1 (ru) | Стержневой заполнитель многослойной панели | |
CN108330829A (zh) | 一种采用u型螺栓剪力连接件的钢板-混凝土组合桥面板 | |
RU201425U1 (ru) | Стержневой заполнитель многослойной панели | |
US3094812A (en) | Precast unit for forming a hyperbolic paraboloidal roof structure | |
CN102416716A (zh) | 带有泡沫夹芯梁的金字塔型点阵芯材及其制备工艺 | |
CN202131716U (zh) | 一种阵列式波形齿夹具锚 | |
NZ235340A (en) | Fibre reinforced plastic grid | |
CN101294431A (zh) | 钢-砼组合桁架楼板构建方法 | |
Parsa et al. | Presentation of a new construction methodology and experimental study of the energy absorption of pyramid core sandwich panels | |
CN105196565A (zh) | 一种复合材料金字塔型点阵夹芯壳及其制备方法 | |
CN206915650U (zh) | 一种车载建筑吊车 | |
RU89070U1 (ru) | Балка пола самолета из полимерных композиционных материалов со спиральными ребрами в виде спиралей противоположной закрутки | |
KR101155262B1 (ko) | 트러스 타입의 주기적인 다공질 재료 | |
Leekitwattana et al. | An alternative design of steel-concrete-steel sandwich beam | |
CN201254689Y (zh) | 桥梁结构箱梁制作用的钢腹板结构 | |
RU53692U1 (ru) | Несъемная опалубка | |
DE102005030409A1 (de) | Wendelförmiges Bewährungselement |