RU2471586C2 - Stepped laminar board and method of its production - Google Patents

Stepped laminar board and method of its production Download PDF

Info

Publication number
RU2471586C2
RU2471586C2 RU2011107991A RU2011107991A RU2471586C2 RU 2471586 C2 RU2471586 C2 RU 2471586C2 RU 2011107991 A RU2011107991 A RU 2011107991A RU 2011107991 A RU2011107991 A RU 2011107991A RU 2471586 C2 RU2471586 C2 RU 2471586C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
zigzag
sections
sawtooth
filler
folded
Prior art date
Application number
RU2011107991A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011107991A (en
Inventor
Ильдус Мухаметгалеевич Закиров
Кирилл Анатольевич Алексеев
Михаил Александрович Талаков
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева (КГТУ-КАИ)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева (КГТУ-КАИ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева (КГТУ-КАИ)
Priority to RU2011107991A priority Critical patent/RU2471586C2/en
Publication of RU2011107991A publication Critical patent/RU2011107991A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2471586C2 publication Critical patent/RU2471586C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to production of laminar boards and shells with light fillers, particularly, to stepped laminar board and method of its production. Proposed board comprises top and bottom shells with folding four-beam filler from sheet blank consisting of elementary modules, each being formed by two beams of sawtooth and zigzag beams. Filler is made stepped from signal blank and comprises inclined folded flat sections in its final transformed state. Inclination of one section allows varying between sawtooth and zigzag beams. Proposed method consists in marking and bending sheet blanks along marked lines, transforming sheet blank into relief state, making n-quantity of stages on filler zigzag and sawtooth lines to be transformed into preset width and height described by mathematical expressions.
EFFECT: better manufacturability.
2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области производства многослойных панелей и оболочек с легкими заполнителями и может быть использовано при изготовлении многослойных панелей в самолетостроении, судостроении, строительстве и других отраслях промышленности.The invention relates to the production of multilayer panels and shells with lightweight aggregates and can be used in the manufacture of multilayer panels in aircraft, shipbuilding, construction and other industries.

Известен «Способ изготовления многослойной панели», в котором увеличение прочности и жесткости панели достигается за счет того, что сотовый заполнитель изготавливают из полос материала заданной расчетом ширины и смежные полосы объемного заполнителя шарнирно соединяют между собой с равным шагом в их нижней зоне. Затем производят приклеивание наружной и внутренней обшивок к объемному заполнителю (Авторское свидетельство SU №1078007, МКИ В32В 3/12. Трехслойная панель. - Опубл. 07.03.84. Бюл. №9).The well-known "Method of manufacturing a multilayer panel", in which the increase in strength and rigidity of the panel is achieved due to the fact that the honeycomb core is made from strips of material specified by the calculation of the width and adjacent strips of the bulky filler are pivotally connected to each other with an equal pitch in their lower zone. Then, the outer and inner skins are glued to the bulky filler (Copyright Certificate SU No. 1078007, MKI B32B 3/12. Three-layer panel. - Publish. 07.03.84. Bull. No. 9).

Недостаток данного способа и устройства заключается в сложности изготовления шарнирного соединителя и последующего его присоединения к полосам заполнителя, что приводит к увеличению массы и повышению трудоемкости изготовления многослойной панели.The disadvantage of this method and device is the complexity of manufacturing the articulated connector and its subsequent attachment to the filler strips, which leads to an increase in mass and an increase in the complexity of manufacturing a multilayer panel.

Известен «Способ изготовления многослойной панели криволинейной формы с зигзагообразным гофрированным заполнителем», реализующий устройство многослойной панели криволинейной формы с зигзагообразным гофрированным заполнителем, в котором увеличение прочности и жесткости панели достигается за счет того, что заполнитель изготавливают в виде двух слоев зигзагообразного гофра, при этом основной гофрированный слой соединяют с верхней и нижней обшивками, а дополнительный гофрированный слой - с верхней обшивкой и основным гофрированным слоем. Авторское свидетельство СССР №1830326, МКИ В23К 20/00. Опубл. 30.07.93. Бюл. №28.The known "Method of manufacturing a multilayer panel of a curved shape with a zigzag corrugated filler", realizing a device of a multilayer panel of a curved shape with a zigzag corrugated filler, in which the increase in strength and stiffness of the panel is achieved due to the fact that the filler is made in the form of two layers of a zigzag corrugation, while the main the corrugated layer is connected to the upper and lower casing, and the additional corrugated layer is connected to the upper casing and the main corrugated with OEM. USSR copyright certificate No. 1830326, MKI V23K 20/00. Publ. 07/30/93. Bull. No. 28.

Недостаток данного изобретения заключается в том, что использование двух слоев заполнителя с различными геометрическими параметрами повышает массу панели и требует изготовления различных между собой по конструктивному исполнению оснасток, что повышает материалоемкость и трудоемкость изготовления.The disadvantage of this invention is that the use of two layers of filler with different geometric parameters increases the weight of the panel and requires the manufacture of different from each other in the design of snap, which increases the material consumption and the complexity of manufacturing.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению по способу является «Панель криволинейной формы и способ ее изготовления». Патент RU №2381955 от 10.01.2008 г., МПК В64С 3/26, В32В 3/20, B21D 47/00, опубл. 20.02.2010 г. Согласно способу изготовления многослойной панели криволинейной формы с раздельным формообразованием обшивок заданной кривизны и слоя заполнителя листовую заготовку на первом этапе размечают линиями изгиба, образующими элементарные модули с заданными геометрическими параметрами. На втором этапе листовую заготовку трансформируют в рельефное положение, в котором она примет вид складчатой конструкции спиралевидной структуры. На третьем этапе полученную складчатую конструкцию формообразуют до конечно-трансформированного состояния, характеризующегося образованием ячеек, ограниченных наклонными и вертикальными стенками.Closest to the technical nature of the proposed invention by the method is "Panel curved shape and method of its manufacture." Patent RU No. 2381955 dated January 10, 2008, IPC B64C 3/26, B32B 3/20, B21D 47/00, publ. 02/20/2010, According to the method of manufacturing a multilayer panel of a curved shape with separate shaping of the skin of a given curvature and a filler layer, the sheet blank at the first stage is marked with bending lines forming elementary modules with predetermined geometric parameters. At the second stage, the sheet blank is transformed into a relief position in which it will take the form of a folded spiral structure. At the third stage, the resulting folded structure is formed to a finite-transformed state characterized by the formation of cells bounded by inclined and vertical walls.

Недостатком данного способа является увеличение трудоемкости при формообразовании многослойной панели спиралевидной формы, а отсутствие целостности соединения боковых поверхностей спирали между собой ведет к снижению жесткости и прочности, что также сказывается на трудоемкости.The disadvantage of this method is the increase in complexity during the formation of a multilayer panel of a spiral shape, and the lack of integrity of the connection of the side surfaces of the spiral with each other leads to a decrease in rigidity and strength, which also affects the complexity.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению по устройству является «Панель криволинейной формы и способ ее изготовления». Патент RU №2381955 от 10.01.2008 г., МПК В64С 3/26, В32В 3/20, B21D 47/00, опубл. 20.02.2010 г., содержащая верхнюю и нижнюю обшивки и размещенный между ними зигзагообразный гофрированный заполнитель. Заполнитель выполнен в виде складчатой конструкции спиралевидной структуры, содержащей в своем конечно-трансформированном состоянии вдоль каждой пилообразной линии ячейки, ограниченные наклонными и вертикальными стенками, образованными двумя парами смежных граней в виде неправильных четырехугольников, разделенных отрезком зигзагообразной линии, наклоненной к пилообразной линии, общей для обеих пар, под углами α1 и α2, где α1 - угол между общей пилообразной линией и отрезком зигзагообразной линии, разделяющим пару смежных граней, образующих в конечно-трансформированном состоянии вертикальную стенку ячейки, α2 - угол между общей пилообразной линией и отрезком зигзагообразной линии, разделяющей пару смежных граней, образующих в конечно-трансформированном состоянии наклонные стенки ячейки, при этом выполняется условие α12.The closest in technical essence to the proposed invention in terms of the device is "Panel curved shape and method of its manufacture." Patent RU No. 2381955 dated January 10, 2008, IPC B64C 3/26, B32B 3/20, B21D 47/00, publ. 02/20/2010, containing the upper and lower casing and placed between them a zigzag corrugated aggregate. The filler is made in the form of a folded spiral structure, containing in its finite-transformed state along each sawtooth line cells delimited by inclined and vertical walls formed by two pairs of adjacent faces in the form of irregular quadrangles separated by a segment of a zigzag line tilted to a sawtooth line common to both pairs, at angles α 1 and α 2 , where α 1 is the angle between the common sawtooth line and the segment of the zigzag line dividing a pair of adjacent faces, representing the vertical wall of the cell in the finite-transformed state, α 2 is the angle between the common sawtooth line and the segment of the zigzag line dividing a pair of adjacent faces that form inclined cell walls in the finite-transformed state, and the condition α 12 is fulfilled.

Недостатком данного изобретения является то, что заполнитель выполнен спиралевидной формы, вследствие чего в местах контакта боковых поверхностей спирали происходит прерывание цельности панели и возникает необходимость соединения боковых поверхностей спирали между собой, что приводит к увеличению веса и снижению жесткости, а значит и к снижению прочности многослойной панели.The disadvantage of this invention is that the filler is made in a spiral shape, as a result of which the integrity of the panel is interrupted at the contact points of the side surfaces of the spiral and there is a need to connect the side surfaces of the spiral to each other, which leads to an increase in weight and a decrease in stiffness, and hence a decrease in multilayer strength panels.

Решаемой задачей предлагаемого изобретения является уменьшение веса, повышение жесткости и прочности при уменьшении трудоемкости изготовления многослойной панели.The task of the invention is to reduce weight, increase rigidity and strength while reducing the complexity of manufacturing a multilayer panel.

Технический результат заключается в повышении технологичности изготовления многослойной панели.The technical result consists in increasing the manufacturability of the manufacture of a multilayer panel.

Технический результат достигается тем, что в многослойной панели ступенчатой формы, содержащей верхнюю и нижнюю обшивки и размещенный между ними четырехлучевой складчатый заполнитель из листовой заготовки, состоящий из элементарных модулей, каждый из которых образован двумя лучами пилообразной линии и двумя лучами зигзагообразной линии, заполнитель выполнен ступенчатым из единой заготовки и содержит в своем конечно-трансформированном положении наклонные по отношению друг к другу складчатые плоские участки и наклон одного участка по отношению к другому на границе ступени выполнен с возможностью смены лучей зигзагообразных на пилообразные, а пилообразных на зигзагообразные.The technical result is achieved by the fact that in a multilayer panel of a stepped form, containing upper and lower sheathing and a four-beam folded filler from a sheet blank, located between them, consisting of elementary modules, each of which is formed by two beams of a sawtooth line and two beams of a zigzag line, the filler is made stepwise from a single workpiece and contains in its finite-transformed position folded flat sections inclined with respect to each other and the inclination of one section relative to the other at the interface stage configured to change rays zigzag on sawtooth and sawtooth in zigzag.

Технический результат достигается тем, что в способе изготовления многослойной панели ступенчатой формы с раздельным формообразованием обшивок заданной формы и слоя складчатого заполнителя из листовой заготовки, получаемого на первом этапе путем разметки на развертке и изгиба листовой заготовки по намеченным линиям, на втором этапе листовую заготовку трансформируют в рельефное состояние, в котором она примет вид заданной складчатой конструкции, образуя элементарные модули (ЭМ) выстраиваемые зигзагообразующими и пилообразующими линиями, представляющие собой набор складчатых плоских участков в соответствии с разметкой на третьем этапе, на полученной объемной складчатой конструкции заполнителя, состоящего из отмеченных на развертке зигзагообразующих и пилообразующих линий заполнителя создают n-е количество ступеней, причем на границе каждой ступени производят смену зигзагообразующих линий на пилообразующие, а пилообразующих на зигзагообразующие, затем ступенчатые участки заполнителя трансформируют до заданных размеров по ширине и высоте, взаимосвязь между которыми и геометрическими размерами разметки определяют следующими соотношениями:The technical result is achieved by the fact that in the method of manufacturing a multilayer panel of a stepped form with separate shaping of the skin of a given shape and a folded filler layer from a sheet stock obtained in the first stage by marking on a reamer and bending the sheet stock along the intended lines, in the second step the sheet stock is transformed into a relief state in which it will take the form of a given folded structure, forming elementary modules (EM) arranged by zigzag and saw-saw lines they, which are a set of folded flat sections in accordance with the marking in the third stage, on the resulting volumetric folded design of the filler, consisting of the zigzag and saw-forming filler lines marked on the scan, create the nth number of steps, and at the boundary of each step, the zigzag lines are replaced by saw-forming, and saw-forming into zigzag-forming, then stepped filler sections are transformed to the specified dimensions in width and height, the relationship between the cat The initial and geometric dimensions of the markings are determined by the following relationships:

L=ΣAj+ΣBjcosγ2B,L = ΣA j + ΣB j cosγ 2B ,

S=BmAnS,S = B mA n S ,

H=HA+ΣBjsinγ2B,H = H A + ΣB j sinγ 2B ,

L - габаритный размер структуры, перпендикулярный линии перехода;L is the overall dimension of the structure perpendicular to the transition line;

S - габаритный размер структуры, параллельный линии перехода;S is the overall dimension of the structure parallel to the transition line;

Н - габаритный размер структуры по высоте;H is the overall dimension of the structure in height;

В - габаритный размер элементарного модуля, который является частным случаем;In mA - the overall size of the elementary module, which is a special case;

Вmi - параметр трансформирования, габаритный размер элементарного модуля;In mi is the transformation parameter, the overall size of the elementary module;

nS - количество ЭМ вдоль размера S,n S - the number of EM along the size S,

Figure 00000001
- габаритный размер элементарного модуля,
Figure 00000001
- overall dimension of the elementary module,

Aj=Aminij,A j = A mi n ij ,

Bj=Bminij,B j = B mi n ij ,

Aj и Bj - габариты участков А (горизонтальные участки) и В(наклонные участки) соответственно в каждой j-и зоне,Aj and Bj are the dimensions of sections A (horizontal sections) and B (inclined sections), respectively, in each j-th zone,

nij - количество ЭМ вдоль размера L соответственно в участках А и В каждой j-й зоны,n ij - the number of EM along the size L, respectively, in areas A and B of each j-th zone,

i может принимать значение А или В и обозначает принадлежность ЭМ к участкам ступенчатой складчатой структуры (ССС) с различным направлением изгиба ребер, причемi can take the value A or B and denotes the belonging of the EM to the sections of the stepped folded structure (CCC) with different direction of bending of the ribs, and

Bmi - параметр трансформирования, габаритный размер элементарного модуля,B mi - transformation parameter, the overall size of the elementary module,

Figure 00000002
- угол наклона пилообразующих линий к горизонтальной плоскости;
Figure 00000002
- the angle of inclination of the sawing lines to the horizontal plane;

Figure 00000003
- высота подъема элементарного модуля на i-м участке,
Figure 00000003
- the height of the elementary module in the i-th section,

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

и

Figure 00000007
- проекции отрезков lli и l2i на горизонтальную плоскость, где and
Figure 00000007
- projections of the segments l li and l 2i on the horizontal plane, where

Figure 00000008
- угол между отрезками
Figure 00000009
и
Figure 00000010
Figure 00000008
- the angle between the segments
Figure 00000009
and
Figure 00000010

Figure 00000011
,
Figure 00000011
,

lli=aisinβi,l li = a i sinβ i ,

l2i=aisin(βi+2βmi),l 2i = a i sin (β i + 2β mi ),

Figure 00000012
- двухгранный угол при ребре 0-7, а
Figure 00000012
- the dihedral angle at the edge 0-7, and

ai - длина отрезков пилообразной линии, параметр i принимает значение А или В,a i is the length of the segments of the sawtooth line, parameter i takes the value A or B,

bi - длина отрезков зигзагообразной линии,b i - the length of the segments of the zigzag line,

βi - угол между определенными отрезками аi и bi,β i - the angle between certain segments a i and b i ,

βmi - угол отклонения отрезков пилообразной линии от прямой, проходящей вдоль нее,β mi is the angle of deviation of the sections of the sawtooth line from a straight line passing along it,

Bmi - параметр трансформирования.B mi is the transformation parameter.

Приведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует одному из критериев условия патентоспособности: «новизна».The analysis of the prior art cited 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 one of the criteria for 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.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.

Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует одному из критериев условия патентоспособности: « изобретательский уровень».Therefore, the claimed technical solution meets one of the criteria for the conditions of patentability: "inventive step".

Одним из направлений создания оптимальных по весу конструкций является использование трехслойных панелей со складчатым заполнителем. В настоящее время известны случаи эффективного использования плоских и криволинейных панелей с такими заполнителями.One of the directions of creating weight-optimal structures is the use of three-layer panels with folded filler. Currently, there are cases of the effective use of flat and curved panels with such placeholders.

В конструкциях изделий машиностроения широко распространены узлы ступенчатой формы, которые целесообразно оптимизировать по весу. Одним из вариантов уменьшения веса таких конструкций является использование ступенчатых трехслойных панелей со складчатым заполнителем, выполненным из цельной листовой заготовки. Как показали наши изыскания, такой складчатый заполнитель может быть сложен из развертки листа, размеченного линиями, показанными на фиг.1.In the designs of engineering products, step-shaped units are widely distributed, which are expedient to optimize by weight. One of the options for reducing the weight of such structures is the use of stepped three-layer panels with folded aggregate made of a solid sheet blank. As our research has shown, such a folded filler can be composed of a scan sheet marked with lines shown in figure 1.

Известны случаи применения складчатых конструкций, используемых при разметке зигзагообразными и прямолинейными линиями, которые потом в конструкции заполнителя при сложении превращаются соответственно в зигзагообразные и пилообразные линии. Как показали наши изыскания, если разметку выполнить в обоих ортогональных направлениях зигзагообразными линиями, можно получить при сложении ступенчатую конструкцию. Если произвести разметку одинаковыми будущими ромбическими гранями, то, используя известные технологии складывания, можно получить заполнитель с горизонтальными поверхностями, имеющими зигзагообразные и пилообразные линии.There are known cases of the use of folded structures used for marking with zigzag and straight lines, which then turn into zigzag and sawtooth lines when folded together when added. As our research has shown, if the marking is performed in both orthogonal directions in zigzag lines, a step design can be obtained by adding. If markup is made with identical future rhombic faces, then using known folding technologies, you can get a placeholder with horizontal surfaces having zigzag and sawtooth lines.

Из этой плоской складчатой конструкции можно получить ступенчатую. Для этого на намеченной границе зигзагообразной линии необходимо переформовать элементарные модули таким образом, чтобы зигзагообразные линии конструкции превратились в пилообразные, а пилообразные в зигзагообразные. Если необходимо получить следующую ступень, то на намеченной зигзагообразной линии необходимо проводить переформовку еще раз. Таким образом, располагая соответствующей плоской складчатой конструкцией, сложенной из разметки, выполненной ортогональными зигзагообразующими линиями, можно выполнить ступенчатую конструкцию с n ступенями.From this flat pleated structure, a stepped one can be obtained. To do this, at the intended boundary of the zigzag line, it is necessary to reformat the elementary modules in such a way that the zigzag lines of the structure turn into sawtooth and sawtooth into zigzag. If it is necessary to obtain the next step, then on the outlined zigzag line it is necessary to carry out the reforming again. Thus, having a corresponding flat folded structure composed of markings made by orthogonal zigzag lines, it is possible to carry out a stepped structure with n steps.

Ниже будут приведены соответствующие геометрические соотношения, позволяющие установить связь между исходными размерами разметки и окончательными размерами ступенчатой складчатой структуры (ССС).The corresponding geometric relationships will be given below, allowing to establish a relationship between the initial dimensions of the marking and the final dimensions of the stepped folded structure (CCC).

На фиг.2 приведена складчатая структура конструкции с n количеством ступеней и приведены соответствующие обозначения, касающиеся этой конструкции. Выделим из этой конструкции отдельно взятую ступень и обозначим присущие одной ступени параметры, ступень содержит два элемента: горизонтальный (А) и наклонный (В). На границе перехода от одного элемента к другому, а также на границе ступеней происходит смена зигзагообразных линий на пилообразные, а пилообразных на зигзагообразные, т.е. производится переформовка элементарных модулей.Figure 2 shows the folded structure of the structure with n number of steps and the corresponding notation regarding this structure. We single out a single step from this design and designate the parameters inherent in one step, the step contains two elements: horizontal (A) and inclined (B). On the border of the transition from one element to another, as well as on the border of steps, zigzag lines change to sawtooth and sawtooth to zigzag ones, i.e. reformation of elementary modules is carried out.

Для пояснения сущности предлагаемого изобретения рассмотрим чертежи, где: To clarify the essence of the invention, we consider the drawings, where:

на Фиг.1 изображена развертка складчатого заполнителя;figure 1 shows a scan of the folded placeholder;

на Фиг.2 изображен общий вид многослойной панели ступенчатой формы складчатой структуры (ССС), состоящей из четырехлучевого складчатого заполнителя листовой заготовки (верхняя и нижняя обшивки не показаны);figure 2 shows a General view of a multilayer panel step form of a folded structure (CCC), consisting of a four-beam folded filler sheet blanks (upper and lower plating not shown);

на Фиг.3 изображены участки А и В на развертке;figure 3 shows sections a and b on the scan;

на Фиг.4 изображен элементарный модуль ССС в частично сложенном состоянии,figure 4 shows the elementary module CCC in a partially folded state,

на чертежах цифрами показаны следующие позиции:in the drawings, the numbers indicate the following positions:

1 - нижняя и верхняя (условно не показана) обшивки;1 - lower and upper (conditionally not shown) casing;

2 - складчатый заполнитель;2 - folded placeholder;

3 - зигзагообразные линии выступов;3 - zigzag lines of protrusions;

4 - зигзагообразные линии впадин;4 - zigzag lines of depressions;

5 - пилообразные линии;5 - sawtooth lines;

6 - листовая заготовка.6 - sheet blank.

Заявляемый способ изготовления многослойной панели ступенчатой формы реализуют следующим образом:The inventive method of manufacturing a multilayer panel step form is implemented as follows:

1. Изготавливают наружную и внутреннюю обшивки 1 панели;1. Make the outer and inner sheathing 1 panel;

2. Производят разметку развертки на листовой заготовке 6, имеющей размеры заполнителя 2 в его плоском состоянии, эквидистантно-зигзагообразными линиями сгиба 3, 4, и ортогонально расположенными к ним пилообразными линиями 5, образующими элементарные модули, параметры которых и их взаимоположение связаны с конструктивными параметрами готового заполнителя 2 из цельной листовой заготовки соотношениями:2. Mark the sweep on the sheet blank 6, having the dimensions of the filler 2 in its flat state, with equidistant-zigzag fold lines 3, 4, and sawtooth lines 5 orthogonally located to them, forming elementary modules, the parameters of which and their interconnection are related to structural parameters finished aggregate 2 from a solid sheet blank ratios:

L=ΣAj+ΣBjcosγ2B,L = ΣA j + ΣB j cosγ 2B ,

S=BmAnS,S = B mA n S ,

H=HA+ΣBjsinγ2B,H = H A + ΣB j sinγ 2B ,

где L - габаритный размер структуры, перпендикулярный линии перехода;where L is the overall dimension of the structure perpendicular to the transition line;

S - габаритный размер структуры, параллельный линии перехода;S is the overall dimension of the structure parallel to the transition line;

Н - габаритный размер структуры по высоте;H is the overall dimension of the structure in height;

ВmA - габаритный размер элементарного модуля, который является частным случаем;In mA - the overall size of the elementary module, which is a special case;

Bmi - параметр трансформирования, габаритный размер элементарного модуля;B mi is the transformation parameter, the overall size of the elementary module;

ns - количество ЭМ вдоль размера S,n s is the number of EMs along size S,

Figure 00000013
- габаритный размер элементарного модуля,
Figure 00000013
- overall dimension of the elementary module,

Aj=Aminij,A j = A mi n ij ,

Bj=Bminij,B j = B mi n ij ,

Aj и Bj - габариты участков А (горизонтальные участки) и В (наклонные участки) соответственно в каждой j-й зоне,A j and B j are the dimensions of sections A (horizontal sections) and B (inclined sections), respectively, in each j-th zone,

nij - количество ЭМ вдоль размера L соответственно в участках А и В каждой j-й зоны,n ij - the number of EM along the size L, respectively, in areas A and B of each j-th zone,

i - может принимать значение А или В и обозначает принадлежность ЭМ к участкам ступенчатой складчатой структуры (ССС) с различным направлениям изгиба ребер,i - can take the value A or B and denotes the belonging of the EM to the sections of the stepped folded structure (CCC) with different directions of bending of the ribs,

причемmoreover

Bmi - параметр трансформирования, габаритный размер элементарного модуля,B mi - transformation parameter, the overall size of the elementary module,

Зоной называется часть структуры, включающая в себя один участок А и один участок В (Фиг.3). Участки А и В разграничены линией перехода, по которой происходит перемена направления складывания ступенчатой складчатой структуры (ССС), при этом индекс i может принимать значение А или В и обозначает принадлежность ЭМ к участкам ССС с различным направлением изгиба ребер, при этомA zone is a part of a structure that includes one section A and one section B (Figure 3). Sections A and B are demarcated by a transition line along which the direction of folding of the stepped folded structure (CCC) changes, and the index i can take the value A or B and indicates that the EM belongs to sections of the CCC with different direction of rib bending, while

Bmi - параметр трансформирования, габаритный размер элементарного модуля (Фиг.4);B mi - transformation parameter, the overall size of the elementary module (Figure 4);

Figure 00000002
- угол наклона пилообразующих линий к горизонтальной плоскости;
Figure 00000002
- the angle of inclination of the sawing lines to the horizontal plane;

Figure 00000014
- высота подъема элементарного модуля на i-м участке;
Figure 00000014
- the height of the elementary module in the i-th section;

Figure 00000015
Figure 00000015

Figure 00000016
Figure 00000016

Figure 00000017
и
Figure 00000018
- проекции (фиг.4) отрезков l1i и l2i на горизонтальную плоскость, где
Figure 00000017
and
Figure 00000018
- projection (figure 4) of the segments l 1i and l 2i on the horizontal plane, where

Figure 00000019
- угол между отрезками
Figure 00000017
и
Figure 00000018
Figure 00000019
- the angle between the segments
Figure 00000017
and
Figure 00000018

Figure 00000011
,
Figure 00000011
,

l1i=aisinβi,l 1i = a i sinβ i ,

l2i=aisin(βi+2βmi),l 2i = a i sin (β i + 2β mi ),

Figure 00000020
- двухгранный угол при ребре 0-7.
Figure 00000020
- dihedral angle at the edge 0-7.

3. Листовую заготовку 6 подвергают формообразованию до получения заданной объемной рельефной конструкции заполнителя 2, производя складывание плоской панели в соответствии с разметкой, образуя элементарные модули, выстраиваемые эквидистантно-зигзагообразующими и пилообразующими линиями, представляющие собой набор складчатых плоских участков.3. The sheet blank 6 is subjected to shaping to obtain the desired volumetric embossed structure of the aggregate 2, folding the flat panel in accordance with the marking, forming elementary modules arranged in equidistant-zigzag and saw-forming lines, which are a set of folded flat sections.

4. На полученной объемной рельефной складчатой конструкции заполнителя создают n-е количество ступеней, для этого необходимо на намеченной в соответствии с заданной формой ступени и с заданными габаритными размерами по границе зигзагообразной линии заготовки произвести трансформацию структур при помощи переформования элементарных модулей путем смены зигзагообразующих линий конструкции в пилообразующие, а пилообразующие в зигзагообразующие. То есть, если необходимо получить следующую ступень, то на намеченной зигзагообразующей линии необходимо произвести переформовку еще раз, т.е. произвести переформовку элементарных модулей, приводя габаритные размеры в соответствии с чертежом, для чего расчет следует начать с параметров участка В. Как видно из фиг.3, параметр А участка В равен параметру В участка А. Поскольку в данной схеме образмеривания ЭМ параметр Bmi является исходным для расчета параметров ЭМ, то, получив параметр АmB, можно рассчитать и ЭМ участка А. Для расчета параметров модулей разных участков используются аналогичные формулы, причем параметр βmA вычисляется по формуле:4. The n-th number of steps is created on the obtained volumetric embossed folded structure of the filler, for this it is necessary to transform the structures using re-forming elementary modules by changing the elementary modules by changing the zigzag lines of the structure according to the given step shape and with the specified overall dimensions along the boundary of the zigzag line of the workpiece into saw-forming, and saw-forming into zigzag-forming. That is, if it is necessary to obtain the next step, then on the intended zigzag line it is necessary to re-form again, i.e. reformat the elementary modules, bringing the overall dimensions in accordance with the drawing, for which the calculation should be started with the parameters of section B. As can be seen from figure 3, the parameter A mB of section B is equal to the parameter B mA of section A. Since in this EM dimensioning scheme the parameter Bmi is the initial for calculating the parameters of the EM, then, having received the parameter A mB , you can also calculate the EM of section A. To calculate the parameters of the modules of different sections, similar formulas are used, and the parameter β mA is calculated by the formula

Figure 00000021
Figure 00000021

При этом заготовка расчерчивалась эквидистатно-зигзагообразующими линиями и ортогонально расположенными к ним пилообразующими линиями (развертка такой структуры показана на фиг.3), где для описания элементарного модуля данной структуры необходимы параметры:In this case, the workpiece was drawn with equidistant zigzag lines and saw-forming lines orthogonally located to them (a scan of such a structure is shown in Fig. 3), where the parameters are needed to describe the elementary module of this structure:

ai - длина отрезков пилообразной линии, параметр i принимает значение А или В,a i is the length of the segments of the sawtooth line, parameter i takes the value A or B,

bi - длина отрезков зигзагообразной линии,b i - the length of the segments of the zigzag line,

βi - угол между определенными отрезками ai и bi (фиг.2),β i - the angle between certain segments a i and b i (figure 2),

βmi - угол отклонения отрезков пилообразной линии от прямой, проходящей вдоль нее,β mi is the angle of deviation of the sections of the sawtooth line from a straight line passing along it,

Вmi - параметр трансформирования.In mi , the transformation parameter.

5. Полученную складчатую конструкцию заполнителя ступенчатой формы 2 соединяют с наружной и внутренней обшивками 1 с помощью композиционного материала.5. The resulting folded design of the step-shaped aggregate 2 is connected to the outer and inner skins 1 using composite material.

Технико-экономические преимущества по сравнению с известными аналогамиTechnical appraisal and economic advantages in comparison with well-known analogues

Предложенное техническое решение по конструкции многослойной панели и способу ее изготовления ступенчатой формы с заполнителем из целого листа позволяет создавать конструкции с повышенными характеристиками по прочности и жесткости при меньшем весе. Можно создавать консольные конструкции из многослойных панелей с мощным единым узлом крепления. При этом в зависимости от разметки различные участки могут иметь разную высоту заполнителя и разную жесткость.The proposed technical solution for the design of the multilayer panel and the method for its production of a step shape with a filler from a whole sheet allows you to create structures with increased characteristics in strength and stiffness with less weight. It is possible to create cantilever structures from multilayer panels with a powerful single mount. In this case, depending on the layout, different sections may have different height of the filler and different stiffness.

Claims (2)

1. Многослойная панель ступенчатой формы, содержащая верхнюю и нижнюю обшивки и размещенный между ними четырехлучевой складчатый заполнитель из листовой заготовки, состоящий из элементарных модулей, каждый из которых образован двумя лучами пилообразной линии и двумя лучами зигзагообразной линии, отличающаяся тем, что заполнитель выполнен ступенчатым из единой заготовки и содержит в своем конечно-трансформированном положении наклонные по отношению друг к другу складчатые плоские участки, и наклон одного участка по отношению к другому на границе ступени выполнен с возможностью смены лучей зигзагообразных на пилообразные, а пилообразных на зигзагообразные.1. A multilayer panel of a stepped form, containing upper and lower sheathing and a four-beam folded placeholder placed from a sheet blank between them, consisting of elementary modules, each of which is formed by two beams of a sawtooth line and two beams of a zigzag line, characterized in that the filler is made of step of a single workpiece and contains in its finite-transformed position folded flat sections inclined with respect to each other, and the inclination of one section with respect to another at the step boundary, it is possible to change zigzag beams to sawtooth and sawtooth to zigzag beams. 2. Способ изготовления многослойной панели ступенчатой формы с раздельным формообразованием обшивок заданной формы и слоя складчатого заполнителя из листовой заготовки, получаемого на первом этапе путем разметки на развертке и изгиба листовой заготовки по намеченным линиям, на втором этапе листовую заготовку трансформируют в рельефное состояние, в котором она примет вид заданной складчатой конструкции, образуя элементарные модули, выстраиваемые зигзагообразующими и пилообразующими линиями, представляющие собой набор складчатых плоских участков в соответствии с разметкой, отличающийся тем, что на третьем этапе, на полученной объемной складчатой конструкции заполнителя, состоящего из отмеченных на развертке зигзагообразующих и пилообразующих линиях заполнителя, создают n-е количество ступеней, причем на границе каждой ступени, производят смену зигзагообразующих линий на пилообразующие, а пилообразующих на зигзагообразующие, затем ступенчатые участки заполнителя трансформируют до заданных размеров по ширине и высоте, взаимосвязь между которыми и геометрическими размерами разметки определяют следующими соотношениями:
L=ΣAj+ΣBjcosγ2B,
S=BmAnS,
H=HA+ΣBjsinγ2B,
где
L - габаритный размер структуры, перпендикулярный линии перехода;
S - габаритный размер структуры, параллельный линии перехода;
Н - габаритный размер структуры по высоте;
В - габаритный размер элементарного модуля, который является частным случаем;
Вmi - параметр трансформирования, габаритный размер элементарного модуля;
nS - количество элементарных модулей вдоль размера S,
Figure 00000022
- габаритный размер элементарного модуля,
Aj=Aminij,
Bj=Bminij,
Aj и Bj - габариты участков А (горизонтальные участки) и В (наклонные участки) соответственно, в каждой j-й зоне,
nij - количество элементарных модулей вдоль размера L соответственно в участках А и В каждой j-зоны,
i может принимать значение А и В, и обозначает принадлежность ЭМ к участкам ступенчатой складчатой структуры (СССР) с различным направлением изгиба ребер,
причем
Вmi - параметр трансформирования, габаритный размер элементарного модуля,
Figure 00000002
- угол наклона пилообразующих линий к горизонтальной плоскости,
Figure 00000023
- высота подъема элементарного модуля на i-м участке,
Figure 00000024

Figure 00000025

Figure 00000026
и
Figure 00000018
- проекции отрезков lli и l2i на горизонтальную плоскость, где
Figure 00000027
- угол между отрезками
Figure 00000028
и
Figure 00000018
,
Figure 00000011
,
lli=aisinβi,
l2i=aisin(βi+2βmi),
Figure 00000020
- двугранный угол при ребре 0-7, а
аi - длина отрезков пилообразной линии, параметр i принимает значение А или В,
bi - длина отрезков зигзагообразной линии,
βi - угол между определенными отрезками аi и bi,
βmi - угол отклонения отрезков пилообразной линии от прямой, проходящей вдоль нее,
Bmi - параметр трансформирования.
2. A method of manufacturing a multilayer step-shaped panel with separate shaping of the skin of a given shape and a folded filler layer from a sheet stock obtained in the first stage by marking on a reamer and bending the sheet stock along the outlined lines, in the second step, the sheet stock is transformed into a relief state in which it will take the form of a given folded structure, forming elementary modules lined with zigzag and saw-forming lines, which are a set of folded flat sections in accordance with the marking, characterized in that in the third stage, on the obtained volumetric folded construction of the aggregate, consisting of zigzag and saw-forming filler lines marked on the scan, an nth number of steps is created, and at the boundary of each step, the zigzag lines are changed on saw-forming, and saw-forming on zigzag-forming, then the stepped filler sections are transformed to the specified dimensions in width and height, the relationship between which and the geometric marking size is determined by the following relationships:
L = ΣA j + ΣB j cosγ 2B ,
S = B mA n S ,
H = H A + ΣB j sinγ 2B ,
Where
L is the overall dimension of the structure perpendicular to the transition line;
S is the overall dimension of the structure parallel to the transition line;
H is the overall dimension of the structure in height;
In mA - the overall size of the elementary module, which is a special case;
In mi is the transformation parameter, the overall size of the elementary module;
n S is the number of elementary modules along size S,
Figure 00000022
- overall dimension of the elementary module,
A j = A mi n ij ,
B j = B mi n ij ,
A j and B j are the dimensions of sections A (horizontal sections) and B (inclined sections), respectively, in each j-th zone,
n ij is the number of elementary modules along the size L, respectively, in sections A and B of each j-zone,
i can take the values A and B, and denotes the belonging of the EM to the sections of the stepped folded structure (USSR) with different directions of bending of the ribs,
moreover
In mi - the transformation parameter, the overall size of the elementary module,
Figure 00000002
- the angle of inclination of the sawing lines to the horizontal plane,
Figure 00000023
- the height of the elementary module in the i-th section,
Figure 00000024

Figure 00000025

Figure 00000026
and
Figure 00000018
- projections of the segments l li and l 2i on the horizontal plane, where
Figure 00000027
- the angle between the segments
Figure 00000028
and
Figure 00000018
,
Figure 00000011
,
l li = a i sinβ i ,
l 2i = a i sin (β i + 2β mi ),
Figure 00000020
- dihedral angle at the edge 0-7, and
and i is the length of the segments of the sawtooth line, parameter i takes the value A or B,
b i - the length of the segments of the zigzag line,
β i - the angle between certain segments a i and b i ,
β mi is the angle of deviation of the sections of the sawtooth line from a straight line passing along it,
B mi is the transformation parameter.
RU2011107991A 2011-03-01 Stepped laminar board and method of its production RU2471586C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011107991A RU2471586C2 (en) 2011-03-01 Stepped laminar board and method of its production

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011107991A RU2471586C2 (en) 2011-03-01 Stepped laminar board and method of its production

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011107991A RU2011107991A (en) 2012-09-10
RU2471586C2 true RU2471586C2 (en) 2013-01-10

Family

ID=

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2747179C1 (en) * 2020-09-04 2021-04-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" Discrete aggregate of multilayer panel
RU2802721C1 (en) * 2022-11-22 2023-08-31 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" Multilayer load-bearing surface with prefabricated discrete aggregate

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2747179C1 (en) * 2020-09-04 2021-04-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" Discrete aggregate of multilayer panel
RU2802721C1 (en) * 2022-11-22 2023-08-31 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" Multilayer load-bearing surface with prefabricated discrete aggregate

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2259254C1 (en) Method of manufacture of multilayer panel with zigzag corrugated filler
US8714631B2 (en) Raised and recessed sheet material, and vehicle panel and laminated structure using the same
RU2007122757A (en) SEMI-CLOSED THERMOPLASTIC CELL STRUCTURE, METHOD FOR ITS MANUFACTURE AND EQUIPMENT FOR ITS PRODUCTION
CN113104173A (en) Ship bilateral push outer plate installation lofting design method
RU2471586C2 (en) Stepped laminar board and method of its production
US20140004299A1 (en) Cellular structure for double curvature panel
RU151699U1 (en) MULTI-LAYER PANEL FILLER
CN103569347A (en) Aircraft fuselage structural element with variable section
US8920908B2 (en) Sheet material having a concave-convex part, and vehicle panel and laminated structure using the same
CN112124526A (en) Method for manufacturing connecting bridge segment
Buri et al. Curved folded plate timber structures
RU2238845C1 (en) Method of production of a folded-plate structure
RU163959U1 (en) FOLDED MULTI-LAYER PANEL FILLER
RU107213U1 (en) FOLDED MULTI-LAYER PANEL FILLER
RU2381955C2 (en) Panel of curvilinear shape and method of its manufacturing
RU2352726C1 (en) Multi-layer panel and method for its production
RU2338036C1 (en) Prefabricated reinforcement cage
RU2307739C2 (en) Increased-rigidity filler and method for simulating arrangement of rigidity members of such filler
RU2265552C2 (en) Multi-layer panel
RU2507113C1 (en) Honeycomb
CN112900324A (en) Corrugated energy absorption structure
JP2012051004A (en) Plate material having concavo-convex part, and vehicle panel and laminated structure using the plate material
RU2269393C2 (en) Honeycomb filler producing method
RU161615U1 (en) FOLDED MULTI-LAYER PANEL FILLER
RU2292977C2 (en) Laminate panel forming method