RU2488494C1 - Sandwich ball shell - Google Patents

Sandwich ball shell Download PDF

Info

Publication number
RU2488494C1
RU2488494C1 RU2012103520/11A RU2012103520A RU2488494C1 RU 2488494 C1 RU2488494 C1 RU 2488494C1 RU 2012103520/11 A RU2012103520/11 A RU 2012103520/11A RU 2012103520 A RU2012103520 A RU 2012103520A RU 2488494 C1 RU2488494 C1 RU 2488494C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
spherical
shells
shell
mid
layers
Prior art date
Application number
RU2012103520/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Тимофеевич Потапов
Галина Федоровна Потапова
Original Assignee
Валерий Тимофеевич Потапов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Валерий Тимофеевич Потапов filed Critical Валерий Тимофеевич Потапов
Priority to RU2012103520/11A priority Critical patent/RU2488494C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2488494C1 publication Critical patent/RU2488494C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Tires In General (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to machine building and may be used in space and aircraft engineering, chemical industry, etc. Proposed shell consists of spaced apart concentric inner and outer ball shells 1, 2 interconnected by three ball shells 3, 4, 5 arranged in space between shells 1, 2. Mid ball shell 3 covers shell 2 so that its mid spherical layer dividing shell 3 over thickness into halves contacts mid spherical layers of shell 1, 2 in diametrically opposite points. Second ball shell 4 is arranged in space between shells 3, 4 so the its mid spherical layer contacts mid spherical layers of shells 3, 4 the their contact points. Third ball shell 5 is arranged in space between shells 3, 1 so the its mid spherical layer contacts mid spherical layers of shells 3, 1 the their contact points.
EFFECT: higher stiffness and strength, expended applications.
3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в различных его отраслях, таких как космическое, авиационное и химическое машиностроение.The invention relates to the field of engineering and can be used in its various industries, such as space, aviation and chemical engineering.

Многослойные шаровые оболочки применяют в тех случаях, когда требуется обеспечить повышенную жесткость и минимальную массу конструкции. Это топливные баки летательных аппаратов, емкости и резервуары для хранения химических веществ и т.д.Multilayer spherical shells are used in those cases when it is required to provide increased rigidity and minimal weight of the structure. These are aircraft fuel tanks, tanks and storage tanks for chemicals, etc.

Среди многослойных силовых конструкций особое место занимают трехслойные оболочки. Конструкция трехслойной шаровой оболочки приведена в книге Н.А. Алтуфьева и др. «Расчет многослойных пластин и оболочек из композиционных материалов». М.: Машиностроение, 1984, и принята за прототип. Данная трехслойная оболочка образована двумя пространственно разнесенными, концентрически расположенными внешней и внутренней шаровыми оболочками, пространство между которыми заполнено наполнителем. В качестве наполнителя используют пенопласт, сотовый наполнитель из металлической фольги, гофры и т.п. Чаще всего наполнитель к поверхностям внешней и внутренней оболочек приклеивают.Among the multilayer power structures, a special place is occupied by three-layer shells. The design of a three-layer spherical shell is given in the book of N.A. Altufieva et al. “Calculation of multilayer plates and shells made of composite materials”. M .: Engineering, 1984, and adopted as a prototype. This three-layer shell is formed by two spatially spaced, concentrically located outer and inner spherical shells, the space between which is filled with filler. Foam, cellular filler made of metal foil, corrugations, etc., are used as a filler. Most often, the filler is glued to the surfaces of the outer and inner shells.

Указанное техническое решение имеет следующие недостатки:The specified technical solution has the following disadvantages:

- слабым местом этой многослойной конструкции, которое в первую очередь проявляется в процессе деформации многослойной оболочки, является граница между материалом наполнителя и внешней и внутренней оболочками;- the weak point of this multilayer structure, which is primarily manifested in the process of deformation of the multilayer shell, is the boundary between the filler material and the outer and inner shells;

- другим недостатком конструкции является то, что связь пространственно разнесенных внешней и внутренней шаровых оболочек осуществляется через наполнитель, поэтому при нагружении эти части единой конструкции деформируются асинхронно.- Another drawback of the design is that the connection of spatially spaced outer and inner spherical shells is carried out through the filler, so when loading these parts of a single structure are deformed asynchronously.

Эти недостатки многослойной конструкции отмечаются в книге Э.И. Григолюка и Г.М. Куликова «Многослойные армированные оболочки. Расчет пневматических шин». М.: Машиностроение, 1988.These shortcomings of the multilayer construction are noted in the book by E.I. Grigolyuk and G.M. Kulikova “Multilayer reinforced shells. Calculation of pneumatic tires. " M .: Engineering, 1988.

Задачей предлагаемого изобретения является создание многослойной шаровой оболочки, которая не должна иметь вышеотмеченных недостатков, при этом должна сохранить достоинства многослойных оболочек: высокую жесткость и прочность при минимальной массе конструкции.The objective of the invention is the creation of a multilayer spherical shell, which should not have the above-mentioned disadvantages, while maintaining the advantages of multilayer shells: high rigidity and strength with a minimum weight of the structure.

Это достигается тем, что входящие в состав многослойной шаровой оболочки пространственно разнесенные, концентрически расположенные внешняя и внутренняя шаровые оболочки соединены между собой с помощью трех соединенных между собой шаровых оболочек, которые расположены в полости между внешней и внутренней шаровыми оболочками так, что средняя шаровая оболочка охватывает внутреннюю шаровую оболочку таким образом, что делящий шаровую оболочку по толщине пополам срединный сферический слой средней шаровой оболочки касается срединных сферических слоев внешней и внутренней шаровых оболочек в диаметрально противоположных точках; вторая шаровая оболочка размещена так, что ее срединный сферический слой касается срединных сферических слоев внутренней и средней шаровых оболочек в точке их касания; третья шаровая оболочка размещена так, что ее срединный сферический слой касается срединных сферических слоев внешней и средней шаровых оболочек в точке их касания. Оптимизация технических параметров многослойной шаровой оболочки достигается тем, что радиус срединного сферического слоя второй шаровой оболочки имеет величину, равную среднему геометрическому величин радиусов срединных сферических слоев внутренней и средней шаровых оболочек; радиус срединного сферического слоя третьей шаровой оболочки имеет величину, равную среднему геометрическому величин радиусов срединных сферических слоев внешней и средней шаровых оболочек.This is achieved by the fact that the spatially spaced, concentrically located outer and inner spherical shells that are part of the multilayer spherical shell are interconnected using three interconnected spherical shells that are located in the cavity between the outer and inner spherical shells so that the middle spherical shell covers the inner spherical shell in such a way that the middle spherical layer of the middle spherical shell dividing the spherical shell in half in thickness touches the middle spheres ble layers of the outer and inner spherical shell at diametrically opposite points; the second spherical shell is placed so that its middle spherical layer touches the middle spherical layers of the inner and middle spherical shells at the point of contact; the third spherical shell is placed so that its median spherical layer touches the median spherical layers of the outer and middle spherical shells at the point of contact. Optimization of the technical parameters of the multilayer spherical shell is achieved by the fact that the radius of the middle spherical layer of the second ball shell has a value equal to the geometric mean of the radii of the middle spherical layers of the inner and middle spherical shells; the radius of the middle spherical layer of the third spherical shell has a value equal to the geometric mean of the radii of the middle spherical layers of the outer and middle spherical shells.

Увеличение прочностных характеристик многослойной шаровой оболочки достигается тем, что полости, заключенные между внешней и третьей, третьей и средней, средней и второй, второй и внутренней шаровыми оболочками, заполнены наполнителем.An increase in the strength characteristics of the multilayer spherical shell is achieved by the fact that the cavities enclosed between the outer and third, third and middle, middle and second, second and inner spherical shells are filled with a filler.

Сущность устройства поясняется чертежами.The essence of the device is illustrated by drawings.

На фиг.1 показано сечение многослойной шаровой оболочки.Figure 1 shows a cross section of a multilayer ball shell.

На фиг.2 показано трехмерное изображение рассеченной пополам многослойной шаровой оболочки.Figure 2 shows a three-dimensional image of a bisected multilayer spherical shell.

Конструкция включает в себя пять связанных между собой шаровых оболочек, при этом каждая из пяти оболочек состоит из двух частей. Две пространственно разнесенные, концентрически расположенные шаровые оболочки - внешняя шаровая оболочка 1 и внутренняя шаровая оболочка 2 - имеют общий центр в точке О. В полости между шаровыми оболочками 1 и 2 размещены три соединенные между собой шаровые оболочки. Средняя шаровая оболочка 3 соединяет внешнюю шаровую оболочку 1 и внутреннюю шаровую оболочку 2 между собой таким образом, что срединный сферический слой оболочки 3 касается срединных сферических слоев оболочек 1 и 2 в двух диаметрально противоположных точках. В полости между внутренней шаровой оболочкой 2 и средней шаровой оболочкой 3 размещена шаровая оболочка 4 таким образом, что ее срединный сферический слой касается срединных сферических слоев шаровых оболочек 2 и 3 в точке их касания. В полости между внешней шаровой оболочкой 1 и средней шаровой оболочкой 3 размещена шаровая оболочка 5 таким образом, что ее срединный сферический слой касается срединных сферических слоев шаровых оболочек 1 и 3 в точке их касания.The design includes five interconnected spherical shells, with each of the five shells consisting of two parts. Two spatially spaced, concentrically located spherical shells - the outer spherical shell 1 and the inner spherical shell 2 - have a common center at point O. In the cavity between the spherical shells 1 and 2 there are three interconnected spherical shells. The middle spherical shell 3 connects the outer spherical shell 1 and the inner spherical shell 2 to each other so that the median spherical layer of the shell 3 touches the median spherical layers of the shells 1 and 2 at two diametrically opposite points. In the cavity between the inner spherical shell 2 and the middle spherical shell 3, the spherical shell 4 is placed so that its median spherical layer touches the median spherical layers of the spherical shells 2 and 3 at the point of contact. In the cavity between the outer spherical shell 1 and the middle spherical shell 3, a spherical shell 5 is placed so that its median spherical layer touches the median spherical layers of the spherical shells 1 and 3 at the point of contact.

Предлагаемое устройство представляет собой реализацию вполне конкретного математического принципа, поэтому оно обладает уникальными механическими свойствами, при этом очень технологично. Высокая технологичность позволяет свести к минимуму затраты на реализацию предлагаемого технического решения. Его реализация позволяет значительно расширить сферу применения многослойных оболочек.The proposed device is an implementation of a very specific mathematical principle, therefore it has unique mechanical properties, while being very technological. High adaptability to minimize the cost of implementing the proposed technical solution. Its implementation can significantly expand the scope of multilayer shells.

Источники информацииInformation sources

1. Н.А. Алтуфьев и др. «Расчет многослойных пластин и оболочек из композиционных материалов». М.: Машиностроение, 1984.1. N.A. Altufiev et al. “Calculation of multilayer plates and shells made of composite materials”. M .: Mechanical Engineering, 1984.

2 Э.И. Григолюк и Г.М. Куликов «Многослойные армированные оболочки. Расчет пневматических шин». М.: Машиностроение, 1988.2 E.I. Grigolyuk and G.M. Kulikov “Multilayer reinforced shells. Calculation of pneumatic tires. " M .: Engineering, 1988.

Claims (3)

1. Устройство в виде многослойной шаровой оболочки, состоящей из соединенных между собой, пространственно разнесенных, концентрически расположенных, состоящих каждая из двух частей внешней и внутренней шаровых оболочек, отличающееся тем, что соединение внешней и внутренней шаровых оболочек осуществляется с помощью трех соединенных между собой, состоящих каждая из двух частей шаровых оболочек, которые размещены в полости между внешней и внутренней шаровыми оболочками так, что средняя шаровая оболочка охватывает внутреннюю шаровую оболочку таким образом, что делящий шаровую оболочку по толщине пополам срединный сферический слой средней шаровой оболочки касается срединных сферических слоев внешней и внутренней шаровых оболочек в диаметрально противоположных точках; вторая шаровая оболочка расположена в полости между средней и внутренней шаровыми оболочками таким образом, что ее срединный сферический слой касается срединных сферических слоев средней и внутренней шаровых оболочек в точке их касания; третья шаровая оболочка расположена в полости между средней и внешней шаровыми оболочками таким образом, что ее срединный сферический слой касается срединных сферических слоев средней и внешней шаровых оболочек в точке их касания.1. The device in the form of a multilayer spherical shell, consisting of interconnected, spatially spaced, concentrically arranged, consisting of two parts of the outer and inner spherical shells, characterized in that the connection of the outer and inner spherical shells is carried out using three interconnected, consisting of each of two parts of spherical shells, which are placed in the cavity between the outer and inner spherical shells so that the middle spherical shell covers the inner spherical shell a point in such a way that the middle spherical layer of the middle spherical shell dividing the spherical shell in half in thickness touches the middle spherical layers of the outer and inner spherical shells at diametrically opposite points; the second spherical shell is located in the cavity between the middle and inner spherical shells so that its median spherical layer touches the median spherical layers of the middle and inner spherical shells at the point of contact; the third spherical shell is located in the cavity between the middle and outer spherical shells so that its median spherical layer touches the median spherical layers of the middle and outer spherical shells at the point of contact. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что радиус срединного сферического слоя второй шаровой оболочки имеет величину, равную среднему геометрическому величин радиусов срединных сферических слоев внутренней и средней шаровых оболочек; радиус срединного сферического слоя третьей шаровой оболочки имеет величину, равную среднему геометрическому величин радиусов срединных сферических слоев внешней и средней шаровых оболочек.2. The device according to claim 1, characterized in that the radius of the middle spherical layer of the second spherical shell has a value equal to the geometric mean of the radii of the middle spherical layers of the inner and middle spherical shells; the radius of the middle spherical layer of the third spherical shell has a value equal to the geometric mean of the radii of the middle spherical layers of the outer and middle spherical shells. 3. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что полости, заключенные между внешней и третьей, третьей и средней, средней и второй, второй и внутренней шаровыми оболочками заполнены наполнителем. 3. The device according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the cavities enclosed between the outer and third, third and middle, middle and second, second and inner spherical shells are filled with a filler.
RU2012103520/11A 2012-02-03 2012-02-03 Sandwich ball shell RU2488494C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012103520/11A RU2488494C1 (en) 2012-02-03 2012-02-03 Sandwich ball shell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012103520/11A RU2488494C1 (en) 2012-02-03 2012-02-03 Sandwich ball shell

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2488494C1 true RU2488494C1 (en) 2013-07-27

Family

ID=49155608

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012103520/11A RU2488494C1 (en) 2012-02-03 2012-02-03 Sandwich ball shell

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2488494C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU226295U1 (en) * 2024-03-11 2024-05-30 Анна Алексеевна Екимовская SEALED CONTAINER FROM SPHERICAL LAYERS

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB914193A (en) * 1960-02-19 1962-12-28 Chicago Bridge & Iron Co Cryogenic liquid storage tank
SU535031A3 (en) * 1971-02-17 1976-11-05 Fuel tank
SU838079A1 (en) * 1979-09-19 1981-06-15 Всесоюзный Научно-Исследовательскийинститут По Монтажным И Специальнымстроительным Работам Method of erecting isothermal spherical tanks
SU1181949A1 (en) * 1984-04-04 1985-09-30 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт По Монтажным И Специальным Строительным Работам Blank for meridional member of spherical reservoir
CH665612A5 (en) * 1984-09-07 1988-05-31 Hermann Schoellkopf Spherical fluid storage tank - has inner mould shell formed by inflatable linear

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB914193A (en) * 1960-02-19 1962-12-28 Chicago Bridge & Iron Co Cryogenic liquid storage tank
SU535031A3 (en) * 1971-02-17 1976-11-05 Fuel tank
SU838079A1 (en) * 1979-09-19 1981-06-15 Всесоюзный Научно-Исследовательскийинститут По Монтажным И Специальнымстроительным Работам Method of erecting isothermal spherical tanks
SU1181949A1 (en) * 1984-04-04 1985-09-30 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт По Монтажным И Специальным Строительным Работам Blank for meridional member of spherical reservoir
CH665612A5 (en) * 1984-09-07 1988-05-31 Hermann Schoellkopf Spherical fluid storage tank - has inner mould shell formed by inflatable linear

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU226295U1 (en) * 2024-03-11 2024-05-30 Анна Алексеевна Екимовская SEALED CONTAINER FROM SPHERICAL LAYERS

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3414153A (en) Multicellular containers or enclosures
US10875239B2 (en) Head cushion including constant force compression lattice
CN109094139B (en) Novel structural honeycomb sandwich plate
Li et al. Fabrication and testing of composite corrugated-core sandwich cylinder
CN104723616A (en) Light-weight orthogonal corrugated core sandwich composite structure and preparation method thereof
CN105799231B (en) The core filled composite material of opposite hemispherical Shell scapus born of the same parents' structure
US3461632A (en) Lightweight cellular structural material
Bhat et al. Design, fabrication, and properties evaluation of novel nested lattice structures
Malinowski et al. Buckling and post-buckling behaviour of elastic seven-layered cylindrical shells–FEM study
Elsayed et al. Optimal design analysis of composite submersible pressure hull
Bhardwaj et al. Study of free vibration analysis of laminated composite plates with triangular cutouts
Nanda Static analysis of delaminated composite shell panels using layerwise theory
RU2488494C1 (en) Sandwich ball shell
Karagiozova et al. Modelling of MHS cellular solid in large strains
JP2016080051A (en) Base isolation support device
Shen et al. Buckling and layer failure of composite laminated cylinders subjected to hydrostatic pressure
Dong et al. Mechanical design and energy absorption analysis of spherical honeycomb core for soft-landing device buffer shell
Shatov et al. Buckling of composite sandwich cylindrical shell with lattice anisogrid core under hydrostatic pressure
Leyva-Díaz et al. Modal analysis of railroad tank car using FEM
Lal et al. Mode shapes and frequencies of radially symmetric vibrations of annular sandwich plates of variable thickness
RU2649117C1 (en) Deep-water unit body is made of composite materials
Boorle Bending, vibration and vibro-acoustic analysis of composite sandwich plates with corrugated core
Malinowski et al. Buckling of sandwich cylindrical shell with corrugated main core and three-layer faces
JP2010185481A (en) Shock absorbing structure
Schultz et al. Compression Behavior of Fluted-Core Composite Panels

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190204