RU2265552C2

RU2265552C2 - Multi-layer panel

Info

Publication number: RU2265552C2
Application number: RU2004106566/11A
Authority: RU
Inventors: И.М. Закиров (RU); И.М. Закиров; А.В. Никитин (RU); А.В. Никитин; Н.И. Акишев (RU); Н.И. Акишев
Original assignee: Открытое акционерное общество "Казанский научно-исследовательский институт авиационной технологии"; "Аэрбас"
Priority date: 2003-12-17
Filing date: 2003-12-17
Publication date: 2005-12-10
Also published as: RU2004106566A

Abstract

FIELD: building constructions; multi-layer panels with light filler made from corrugated sheet material; aircraft manufacture; shipbuilding; construction engineering.

SUBSTANCE: proposed multi-layer panel has skins connected by means of composite adhesive with zigzag corrugated filler placed in between them. Filler has alternating projections and recesses. Flat inclined faces are interconnected over zigzag lines of projections and recesses by curvilinear sections whose radius is no lesser than thickness of filler material; stitched perforations are made along them for penetration of adhesive in the course of assembly of filler with skins.

EFFECT: enhanced weight efficiency and strength; facilitated procedure.

4 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к области строительных конструкций, а именно к многослойным панелям с легким заполнителем из гофрированного листового материала в виде зигзагообразного гофра.The invention relates to the field of building structures, namely to multilayer panels with lightweight aggregate of corrugated sheet material in the form of a zigzag corrugation.

Предшествующий уровень техникиState of the art

Известна трехслойная панель, содержащая наружные обшивки, соединенные со слоем заполнителя, полученного путем изгиба листовой заготовки по намеченным на развертке зигзагообразным линиям выступов и впадин (авторское свидетельство СССР №1785154, Способ изготовления трехслойной панели криволинейной формы с зигзагообразным гофрированным заполнителем. - МПК В 23 К 20/00. - Бюл. №28, 30.07.93).Known is a three-layer panel containing outer skin connected to a layer of aggregate obtained by bending a sheet stock according to the zigzag lines of protrusions and troughs marked on the scan (USSR author's certificate No. 1785154, Method for manufacturing a three-layer panel with a curved shape with a zigzag corrugated filler K-MPK 23. 20/00. - Bull. No. 28, 07/30/93).

Недостатком данной панели являются низкие прочность и надежность соединения заполнителя с обшивками ввиду малой площади контакта.The disadvantage of this panel is the low strength and reliability of the connection of the filler with the skin due to the small contact area.

Известна многослойная панель с легким заполнителем из гофрированного листового материала (патент РФ №2038265 С1. Многослойная панель. - МПК₆: В 64 С 3/26. - Опубл. 27.06.95). Для увеличения площади контакта заполнителя с нижней обшивкой ребра гофров выполнены в виде чечевицеобразных элементов, размещенных при впадинах боковых граней. С той же целью в отношении верхней обшивки площадки контакта выполнены криволинейными в виде композиционного материала, расположенного между боковыми гранями заполнителя при его вершинах.Known multilayer panel with a lightweight filler of corrugated sheet material (RF patent No. 2038265 C1. Multilayer panel. - IPC ₆ : 64 C 3/26. - Publ. 27.06.95). To increase the contact area of the filler with the lower skin, the ribs of the corrugations are made in the form of lenticular elements located at the depressions of the side faces. For the same purpose, with respect to the upper skin, the contact areas are made curved in the form of a composite material located between the side faces of the filler at its vertices.

Недостатком данной панели является усложнение формообразования ее заполнителя по линиям впадин гофров, а также высокая трудоемкость выполнения площадок контакта по линиям выступов, что существенно повышает стоимость панели в целом.The disadvantage of this panel is the complication of the formation of its filler along the lines of the hollows of the corrugations, as well as the high complexity of the implementation of the contact areas along the lines of the protrusions, which significantly increases the cost of the panel as a whole.

В качестве прототипа выбрана многослойная панель, содержащая обшивки и размещенный между ними гофрированный заполнитель зигзагообразной структуры с чередующимися выступами и впадинами, содержащими проходящие вдоль них канавки треугольной формы, заполненные композиционным материалом с адгезионными свойствами (авторское свидетельство РФ №1646196 А1. Многослойная панель. - МПК₆: В 64 С 3/26. - Бюл. №36, 27.12.96).As a prototype, a multilayer panel was chosen containing plating and a corrugated filler of a zigzag structure placed between them with alternating protrusions and depressions containing triangles passing along them filled with composite material with adhesive properties (copyright certificate of the Russian Federation No. 1646196 A1. Multilayer panel. - IPC ₆ : B 64 C 3/26. - Bull. No. 36, 12/27/96).

Недостатком данной панели является сложность конфигурации гофра в его поперечном сечении, что требует при изготовлении заполнителя наличия конструктивно сложной и дорогостоящей формообразующей оснастки. Кроме того, технологические трудности делают практически невозможным получение канавок на выступах и впадинах гофра при относительно малой его высоте. Наличие в конфигурации гофра дополнительной складки снижают точность блока заполнителя по высоте, что отрицательно сказывается на качестве панели. Технически реализуемые размеры сечения канавок увеличивают площадь и, соответственно, массу заполнителя, требует повышенного наноса клеящего композиционного материала, что также снижает весовую эффективность панели.The disadvantage of this panel is the complexity of the configuration of the corrugation in its cross section, which requires the construction of a filler to have structurally complex and expensive forming equipment. In addition, technological difficulties make it almost impossible to obtain grooves on the protrusions and depressions of the corrugation at a relatively low height. The presence of an additional fold in the corrugation configuration reduces the accuracy of the filler block in height, which negatively affects the quality of the panel. Technically feasible cross-sectional dimensions of the grooves increase the area and, accordingly, the mass of the aggregate, requires an increased deposit of adhesive composite material, which also reduces the weight efficiency of the panel.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Основной задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение прочности соединения складчатого заполнителя с обшивками.The main task to be solved by the claimed invention is directed is to increase the bond strength of the folded filler with the skin.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявляемого изобретения, является улучшение удельных массовых характеристик панели за счет уменьшения массы материала заполнителя и клеящего материала.The technical result achieved by the implementation of the claimed invention is to improve the specific mass characteristics of the panel by reducing the mass of the filler material and the adhesive material.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной трехслойной панели, содержащей обшивки, соединенные с помощью композиционного клеящего материала, с размещенным между ними гофрированным заполнителем зигзагообразной структуры с чередующимися выступами и впадинами, плоские наклонные грани соединены между собой по зигзагообразным линиям выступов и впадин криволинейными участками радиусом не менее толщины материала заполнителя, вдоль которых имеется строчная перфорация с возможностью проникновения в отверстия клеящего материала в процессе сборки заполнителя с обшивками.The specified technical result is achieved by the fact that in the known three-layer panel containing sheathing, connected using composite adhesive material, with a corrugated filler of a zigzag structure placed between them with alternating protrusions and depressions, flat inclined faces are interconnected along zigzag lines of protrusions and depressions in curved sections with a radius of not less than the thickness of the filler material, along which there is a horizontal perforation with the possibility of penetration into the adhesive holes of material during assembly of filler with the skins.

Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна».The analysis of the prior art carried out by the applicant made it possible to establish that there are no analogs characterized by sets of features identical to all the features of the claimed technical solution. Therefore, the claimed technical solution meets the condition of patentability "novelty."

Результаты поиска известных решений в данной области техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявляемого технического решения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками из заявляемого технического решения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».The search results for known solutions in the art in order to identify features that match the distinctive features of the prototype of the features of the claimed technical solution have shown that they do not follow explicitly from the prior art. From the prior art determined by the applicant, the influence of the transformations provided for by the essential features of the claimed technical solution on the achievement of the specified technical result has not been revealed. Therefore, the claimed technical solution meets the condition of patentability "inventive step".

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Сущность изобретения поясняется на фиг.1-4, где на фиг.1 изображен общий вид панели с зигзагообразным складчатым заполнителем; на фиг.2 - плоская заготовка заполнителя с перфорацией по зигзагообразным линиям сгиба; на фиг.3 - сечение А-А по фиг.1 с изображением соединения обшивок с заполнителем по зигзагообразным линиям по перфорации; на фиг.4 - сечение В-В по фиг.2.The invention is illustrated in figures 1-4, where figure 1 shows a General view of the panel with a zigzag folded placeholder; figure 2 is a flat blank of filler with perforation along zigzag fold lines; figure 3 is a section aa in figure 1 with the image of the connection of the casing with the filler in zigzag lines along the perforation; figure 4 - section bb in figure 2.

На фиг.1-4 цифрами обозначены следующие позиции: 1 - нижняя и верхняя обшивки; 2 - гофрированный заполнитель; 3 - зигзагообразные линии выступов гофра; 4 - зигзагообразные линии впадин; 5 - пилообразные линии гофра; 6 - композиционный клеящий материал.In figures 1-4, the numbers indicate the following positions: 1 - lower and upper skin; 2 - corrugated aggregate; 3 - zigzag lines of protrusions of the corrugation; 4 - zigzag lines of depressions; 5 - sawtooth lines of the corrugation; 6 - composite adhesive material.

Лучший вариант осуществления изобретенияThe best embodiment of the invention

Многослойная панель содержит обшивки 1 (верхняя обшивка не показана) и складчатый заполнитель 2 с зигзагообразной формой гофров в виде чередующихся выступов и впадин, который получен гибкой листовой заготовки по линиям 3, 4 и 5. Проходящие через линии 3 и 4 плоскости образуют плоские грани, следы взаимного пересечения которых представляют собой пилообразные и зигзагообразные линии гофров. На криволинейных участках сгиба материала заполнителя вдоль линий 3 и 4 гофра имеется строчная перфорация, которая выполняется в материале заготовки заполнителя в ее развернутом (до формообразования) положении. По линиям 3 и 4 гофрированный заполнитель 2 соединен с обшивками 1 с помощью композиционного клеящего материала 6. При этом площадь каждого отверстия, консистенция клеящего материала 6 и его масса выбраны из условия обеспечения проникновения клеящего состава через отверстия вовнутрь гофра с возможностью образования там капли, которая в процессе полимеризации клея после соединения заполнителя с обшивками образует тело и головку заклепки.The multilayer panel contains casing 1 (the upper casing is not shown) and folded filler 2 with a zigzag shape of corrugations in the form of alternating protrusions and depressions, which is obtained by a flexible sheet stock along lines 3, 4 and 5. The planes passing through lines 3 and 4 form flat faces, traces of mutual intersection of which are sawtooth and zigzag lines of corrugations. In the curved sections of the bend of the aggregate material along the corrugation lines 3 and 4, there is a horizontal perforation that is performed in the aggregate blank material in its unfolded (prior to shaping) position. On lines 3 and 4, corrugated aggregate 2 is connected to the casing 1 using composite adhesive material 6. The area of each hole, the consistency of adhesive material 6 and its mass are selected from the condition that the adhesive penetrates through the holes into the corrugation with the possibility of a drop forming there, which during the polymerization of glue after connecting the filler with the casing, it forms the body and the rivet head.

Частичное нарушение целостности материала выполнением перфорации на ребрах заполнителя не приводит к снижению прочностных характеристик панели, так как ее сдвиговая прочность определяется в основном качеством слабонаклонных элементов заполнителя - граней. Ребра служат поверхностями соединения заполнителя с обшивками и в значительно меньшей степени определяют прочность многослойной панели. В целом предложенный способ позволяет повысить качество панели за счет повышения прочности клеевого соединения из-за наличия «заклепочного эффекта», повысить весовую эффективность панели за счет уменьшения массы материала заполнителя и клеящего материала.A partial violation of the integrity of the material by perforation on the edges of the filler does not lead to a decrease in the strength characteristics of the panel, since its shear strength is determined mainly by the quality of the slightly inclined filler elements - faces. The ribs serve as the connection surfaces of the filler with the skin and to a much lesser extent determine the strength of the multilayer panel. In general, the proposed method allows to improve the quality of the panel by increasing the strength of the adhesive joint due to the presence of a "rivet effect", to increase the weight efficiency of the panel by reducing the weight of the filler material and the adhesive material.

Промышленная применимостьIndustrial applicability

Данное изобретение может быть использовано в самолетостроении, а также в судостроении и строительстве.This invention can be used in aircraft construction, as well as in shipbuilding and construction.

Claims

A multilayer panel containing sheathing, connected by means of composite adhesive material with a corrugated filler of a zigzag structure placed between them with alternating protrusions and depressions, characterized in that the flat inclined faces are interconnected along the zigzag lines of the protrusions and depressions with curved sections whose radius is not less than the thickness filler material and along which line perforation is made with the possibility of penetration into the holes of the adhesive material in the assembly process casing filler.