RU2588516C2

RU2588516C2 - Combined cellular panel

Info

Publication number: RU2588516C2
Application number: RU2014117425/05A
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Максименков; Марина Владиславовна Молод; Анатолий Федорович Соболев; Виктор Феликсович Копьев; Алексей Константинович Сомов
Filing date: 2014-04-29
Publication date: 2016-06-27

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to cellular structures to be used in aircraft engineering, shipbuilding, machine building and construction and concerns a combined cellular panel. Panel consists of solid and perforated shells connected with cellular filler. Perforated shells are made in form of mesh with various resistance blowing increasing height of panel in direction to solid shell. Mesh is connected with cellular filler with different density with ratio of values of density from top to bottom layer 1:2:3. Cells of lower layer of cellular filler are filled with fibrous material with sound absorption coefficient α approximately equal to 0.9.

EFFECT: higher efficiency of noise absorption in a wide range of frequencies.

1 cl

Description

Изобретение относится к сотовым конструкциям, которые находят применение в изделиях авиационной техники, судостроении, в отраслях машиностроения, а также в строительстве. Известна сотовая конструкция, состоящая из перфорированной и сплошной обшивок, соединенных с сотовым заполнителем. «Обзор зарубежного опыта. Цельносварные слоистые конструкции. НИАТ, 1978 г., стр.86 (аналог). Недостаток конструкции в том, что она обеспечивает поглощение шума в узком спектре частот.The invention relates to honeycomb structures that are used in aircraft products, shipbuilding, in the engineering industry, as well as in construction. Known honeycomb structure, consisting of perforated and continuous sheathing connected to the honeycomb core. “Review of foreign experience. All-welded laminated structures. NIAT, 1978, p. 86 (analogue). The disadvantage of the design is that it provides noise absorption in a narrow frequency spectrum.

Известна многослойная сотовая конструкция (прототип), которая содержит сплошную и перфорированную обшивки, соединенные со слоями сотового заполнителя.Known multi-layer honeycomb structure (prototype), which contains a continuous and perforated casing connected to the layers of honeycomb core.

GB 2059341 Double layer attenuation panel ROHR INDUSTRIES INCGB 2059341 Double layer attenuation panel ROHR INDUSTRIES INC

МПК B32B 3/12, E04C 2/36IPC B32B 3/12, E04C 2/36

Заявка GB 19800022524, 19800709, опубл. 1981 - 04.23Application GB 19800022524, 19800709, publ. 1981 - 04.23

Недостаток конструкции в том, что она не обеспечивает достаточного поглощения шума на уровне низких частот. При этом уровень резонансной кривой имеет явно выраженный максимум на уровне средних частот.The disadvantage of the design is that it does not provide sufficient noise absorption at low frequencies. In this case, the level of the resonance curve has a pronounced maximum at the mid-frequency level.

С целью повышения эффективности шумоглушения и получения широкополосной картины поглощения шума разработана комбинированная сотовая панель.In order to increase the efficiency of sound attenuation and obtain a broadband picture of noise absorption, a combined honeycomb panel has been developed.

Технический результат: повышение эффективности шумоглушения в широком спектре частот, что достигается за счет того, что перфорированные обшивки выполнены в виде сеток с различным сопротивлением продувки, при этом сами сетки соединены с сотовым заполнителем с различной плотностью, а ячейки нижнего слоя сотового заполнителя заполнены волокнистым материалом.EFFECT: increased noise attenuation efficiency in a wide spectrum of frequencies, which is achieved due to the fact that the perforated casing is made in the form of grids with different blowing resistance, while the grids themselves are connected to a honeycomb core with different densities, and the cells of the lower layer of honeycomb core are filled with fibrous material .

Технический результат достигается также за счет того, что верхняя сетка соединена с перфорированной обшивкой.The technical result is also achieved due to the fact that the upper mesh is connected to the perforated sheathing.

Волокнистый материал, расположенный в ячейках заполнителя нижнего слоя, повышает трение звуковой волны, которая при этом рассеивается в многочисленных препятствиях материала. Это обеспечивает увеличение сопротивления продувки (импеданса), при этом коэффициент звукопоглощения достигает максимальной величины.The fibrous material located in the aggregate cells of the lower layer increases the friction of the sound wave, which scatters in the numerous obstacles of the material. This provides an increase in purge resistance (impedance), while the sound absorption coefficient reaches a maximum value.

Наличие сетки в нижнем слое сотового заполнителя препятствует уплотнению волокнистого заполнителя, стабилизирует его структуру, т.е. позволяет сохранить звукопоглощающие характеристики волокнистого материала во времени, исключая его выдувание в процессе эксплуатации. Применение слоев сотового заполнителя с различной плотностью, которая изменяется по высоте комбинированной сотовой панели, способствует изменению проводимости семейства резонаторов каждого слоя, обеспечивая работу в широком диапазоне частот.The presence of a mesh in the lower layer of the honeycomb core prevents the fiber aggregate from compacting and stabilizes its structure, i.e. allows you to save sound-absorbing characteristics of the fibrous material in time, excluding its blowing during operation. The use of honeycomb layers with a different density, which varies in height of the combined honeycomb panel, contributes to a change in the conductivity of the resonator family of each layer, ensuring operation in a wide frequency range.

Применение перфорированного листа с прилегающей к нему сеткой обеспечивают увеличение общего сопротивления продувки и изменение поглощающих свойств.The use of a perforated sheet with a mesh adjacent to it provides an increase in the overall blowing resistance and a change in absorbing properties.

Применение такой конструкции обеспечивает требования по прочности к поверхности верхнего слоя. При этом степень перфорации обшивки не менее 20%.The use of this design provides strength requirements for the surface of the upper layer. Moreover, the degree of perforation of the casing is not less than 20%.

На фиг.1 - вид комбинированной сотовой панели в разрезе.Figure 1 is a sectional view of a combined honeycomb panel.

Комбинированная сотовая панель содержит слои сеток 1, 3, 5; слои сотового заполнителя 2, 4, 6; сплошную обшивку 7; волокнистый звукопоглощающий материал 8.Combined honeycomb panel contains layers of grids 1, 3, 5; honeycomb layers 2, 4, 6; continuous sheathing 7; fibrous sound-absorbing material 8.

Комбинированная сотовая панель содержит верхний слой сетки 1 марки П300, через который проникают звуковые волны, которые претерпевают дробление на отдельные струйки, попадая в сотовый заполнитель 2 с наименьшей плотностью 20 кг/м³ и сетку 3 марки П450, где теряют свою звуковую энергию. При этом второй слой сотового заполнителя 4 с плотностью 40 кг/м³ направляет звуковые струйки до сетки 5 марки, которые еще больше рассеиваются, проходя через слой сетки 5 и попадая в ячейки сотового заполнителя с плотностью 60 кг/м³ с волокнистым звукопоглощающим материалом 8 и высоким коэффициентом звукопоглощения α≈0,9, который повышает трение звуковой волны, которая при этом рассеивается в многочисленных препятствиях материала, теряя силу звукового давления. Слои сеток 1, 3, 5 выполнены из нержавеющей стали. Сотовый заполнитель 6 соединяется со сплошной обшивкой 7.The combined honeycomb panel contains the top layer of a grid of P300 grade 1 through which sound waves penetrate, which undergo crushing into separate streams, falling into honeycomb core 2 with the lowest density of 20 kg / m ³ and P450 grid 3, where they lose their sound energy. In this case, the second layer of honeycomb aggregate 4 with a density of 40 kg / m ³ directs sound streams to brand 5 mesh, which disperse even more, passing through the mesh layer 5 and getting into honeycomb cells with a density of 60 kg / m ³ with fibrous sound-absorbing material 8 and a high coefficient of sound absorption α≈0.9, which increases the friction of the sound wave, which at the same time dissipates in numerous obstacles of the material, losing the force of sound pressure. Layers of mesh 1, 3, 5 are made of stainless steel. Cellular aggregate 6 is connected with a continuous casing 7.

Применение в комбинированной сотовой панели сеток 1, 3, 5 марок П300, П450, С685 с различным сопротивлением продувки, изменяющимся по высоте панели, увеличивающимся от верхней сетки к нижней, способствует рассеиванию звуковых волн, снижая их энергию. Слои сотового заполнителя 2, 4, 6 выполнены из стеклоткани высотой 10 мм. Применение сотового заполнителя 2, 4, 6 с различной плотностью 20, 40, 60 кг/м³, которая изменяется по высоте комбинированной сотовой панели, способствует изменению проводимости семейства резонаторов каждого слоя панели.The use of grids 1, 3, 5 of grades P300, P450, C685 with different purge resistance, varying in height of the panel, increasing from the top grid to the bottom, contributes to the dispersion of sound waves, reducing their energy, in a combined honeycomb panel. The layers of honeycomb core 2, 4, 6 are made of fiberglass 10 mm high. The use of honeycomb core 2, 4, 6 with different densities of 20, 40, 60 kg / m ³ , which varies in height of the combined honeycomb panel, contributes to a change in the conductivity of the resonator family of each layer of the panel.

Рассмотрим вариант применения в конструкции комбинированной сотовой панели перфорированной обшивки, соединенной с сеткой П300. Степень перфорации обшивки была более 20%. Применение такого конструктивного решения обеспечивает увеличение поглощающих свойств конструкции, а также прочностных характеристик слоя, воспринимающего звуковое давление.Consider the application in the design of a combined honeycomb panel perforated sheathing connected to a grid P300. The degree of perforation of the casing was more than 20%. The use of such a constructive solution provides an increase in the absorbing properties of the structure, as well as the strength characteristics of the layer that accepts sound pressure.

Проведенные экспериментальные исследования на интерферометре подтвердили эффективность комбинированной трехслойной сотовой конструкции.The conducted experimental studies on the interferometer confirmed the effectiveness of the combined three-layer honeycomb structure.

Таким образом, выполнение конструкции сеток комбинированной сотовой панели с различным сопротивлением продувки, количество слоев сотового заполнителя с расчетной резонансной частотой каждого слоя, сотового заполнителя с ячейками, заполненными волокнистым материалом с высоким коэффициентом поглощения, обеспечивает получение конструкции с широким спектром поглощения шума, более чем в 1,5 раза превосходящую по эффективности существующие конструктивные решения.Thus, the construction of grids of a combined honeycomb panel with different purge resistance, the number of layers of honeycomb core with the calculated resonant frequency of each layer, honeycomb core with cells filled with fibrous material with a high absorption coefficient, provides a design with a wide spectrum of noise absorption, more than 1.5 times superior to existing designs.

Claims

Combined honeycomb panel consisting of continuous and perforated skins connected to layers of honeycomb core, characterized in that the perforated skins are made in the form of grids with different blowing resistance increasing along the height of the panel towards the continuous skin, and the grids themselves are connected to the honeycomb core with different densities with a ratio of density values from the upper layer to the lower 1: 2: 3, and the cells of the lower layer of the honeycomb core are filled with fibrous material with a sound absorption coefficient ia α≈0.9.