SU1120079A1

SU1120079A1 - Laminated panel

Info

Publication number: SU1120079A1
Application number: SU833579564A
Authority: SU
Inventors: Владимир Устинович Котельников
Original assignee: Ростовское Высшее Военное Командное Училище Им.Главного Маршала Артиллерии Неделина М.И.
Priority date: 1983-04-14
Filing date: 1983-04-14
Publication date: 1984-10-23

Abstract

1. МНОГОСЛОЙНАЯ ПАНЕЛЬ, содержаща несущие ребристые плиты, ребра одной из которых расположены в межреберных промежутках другой и соединены упругоподатливыми св з ми в виде профилей с двум участками выворачивани , отличающа с тем, что, с целью улучшени амортизационных характеристик и повышени несущей способности панели, каждый профиль размещен в полости между соседними ребрами одной из плит и соединен с поверхностью плиты, причем участки выворачивани профил расположены на уровне верщин ребер другой плиты, а участки между ними скреплены с верщинами ребер, профили снабжены установленными в полост х , ограниченных участками выворачивани , цилиндрическими элементами, соединенными с элементами смежных но высоте фофилей посредством гибких св зей, а в стенках профилей выполнены поперечные прорези дл гибких св зей. 2. Панель по п. 1, отличающа с тем, что профили выполнены с продольными разрезами вдоль ребер плит.1. A MULTILAYER PANEL containing supporting ribbed plates, the ribs of one of which are located in the intercostal spaces of the other and are connected by elastically compliant bonds in the form of profiles with two inversion sections, characterized in that, in order to improve damping characteristics and increase the bearing capacity of the panel, each profile is placed in the cavity between adjacent edges of one of the plates and connected to the surface of the plate, with the sections of the profile everting out located at the level of the edges of the edges of the other plate, and the areas between The ribs are fastened to the edges of the ribs, the profiles are provided with cavities bounded by the inversion sections, cylindrical elements connected to the elements adjacent to the height of the files by means of flexible links, and transverse cuts are made in the walls of the profiles for flexible links. 2. The panel according to claim 1, characterized in that the profiles are made with longitudinal cuts along the edges of the plates.

Description

Изобретение относитс к несущим трехслойным панел м и может найти применение b строительстве, а также при создании элементов -силовых конструкций летательных аппаратов и судов, обладающих высокой несущей и амортизирующей способностью ia воздействие интенсивных нагрузок.The invention relates to carrying three-layer panels and can be used in construction, as well as in the creation of elements-power structures of aircraft and vessels with high load-carrying and shock-absorbing ability ia exposure to intense loads.

Известна трехслойна энергопоглощающа панель, включающа несущие ребристые плиты, ребра одной из которых расположены в межреберных промежутках другой и соединены упругоподатливыми св з ми в виде пружин 1.A three-layer energy-absorbing panel is known, comprising supporting ribbed plates, the ribs of one of which are located in the intercostal spaces of the other and are connected by elastically flexible links in the form of springs 1.

К недостаткам амортизационной панели относ тс низка жесткость, прочность и устойчивость панели при использовании ее в качестве элементов силовой конструкции вследствие малого значени меЖслойного модул сдвига, обусловленного высокой податливостью пружины, а также мала энергопоглощающа способность панели вследствие невысоких энергопоглощающих х-арактеристик пружинных амортизаторов.The disadvantages of the depreciation panel are low rigidity, strength and stability of the panel when used as elements of a power structure due to the small value of the interlayer shear modulus due to the high spring compliance, as well as the low energy absorbing ability of the panel due to the low energy absorbing x-characteristics of spring shock absorbers.

Наиболее близкой к изобретению вл етс трехслойна панель, включающа несущие ребристь1е плиты, ребра одной из которых расположены в межреберных промежутках другой и соединены упругоподатливыми св з ми в виде труб с двум участками выворачивани 2. .Closest to the invention is a three-layer panel comprising ribbed support plates, the ribs of one of which are located in the intercostal spaces of the other and are connected by elastomeric ties in the form of pipes with two inversion sections 2..

Недостатками известной панели вл ютс низкие энергопоглощающие качества, обусловленные малым рабочим ходом амортизации , который ограничен ввиду того, что выступы противоположных ребер уже в исходном состо нии смещены один относительно другого на диаметр трубы, а также вследствие малого числа зон выворачивани на единицу щирины панели из-за полостей труб, а также низка прочность, жесткость и устойчивость как силовой конструкции ввиду низкого значени межслойного модул сдвига в плоскости, перпендикул рной плоскости установки труб, обусловленного значительной податливостью труб в поперечном к их оси направлении. Кроме того, сложно приводить конструкцию в рабочее, положение после амортизации, так как наддув полости давлением жидкости или газа при несоблюдении равенства давлений в полост х труб и снаружи их может привести к потере формы труб и таким образом к потере работоспособности конструкции .The disadvantages of the known panel are low energy absorbing qualities due to the small working depreciation, which is limited due to the fact that the protrusions of the opposite edges in the initial state are shifted relative to each other by the pipe diameter, and also due to the small number of inversion zones per unit width of the panel. due to the low value of the interlayer shear modulus in the plane perpendicular to the plane of installation t K caused considerable pliability pipes transversely to the direction of their axes. In addition, it is difficult to bring the structure into a working position after depreciation, since pressurizing a cavity with pressure of a liquid or gas if the pressures in the cavities of the tubes and outside are not equal, they can lead to loss of shape of the tubes and thus to the loss of design efficiency.

Цель изобретени - улучшение амортизационных характеристик и повыщение несущей способности панели.The purpose of the invention is to improve the depreciation characteristics and increase the carrying capacity of the panel.

Поставленна цель достигаетс тем, что в многослойной панели, содержащей несущие ребристые плиты, ребра одной из которых расположены в межреберных промежутках другой к соединены упругоподатливыми св з ми в виде профилей с двум участками выворачивани , каждый профильThis goal is achieved by the fact that in a multi-layer panel containing supporting ribbed plates, the edges of one of which are located in the intercostal spaces of the other to are connected by elastomeric ties in the form of profiles with two inversion sections, each profile

размещен в полости между соседними ребрами одной из плит и соединен с поверхностью плиты, причем участки выворачивани профил расположены на уровне вершин ребер другой плиты, а участки Между ними скреплены с вершинами ребер, профили снабжены установленными в полост х, ограниченных участками выворачивани , цилиндрическими элементами, соединенными с элементами смежных по высоте профилей посредством гибких св зей, а в стенках профилей выполнены поперечные прорези дл гибких св зей.placed in the cavity between adjacent edges of one of the plates and connected to the surface of the plate, the profile turning sections are located at the level of the edges of the other plate, and the areas between them are attached to the edges of the edges, the profiles are provided with cylindrical elements installed in the cavities defined by the turning sections, connected to the elements of adjacent profiles by means of flexible links, and transverse slots for flexible links are made in the walls of the profiles.

« Кроме того, профили могут бь1ть выполнены с профильными разрезами вдоль ребер лит.“In addition, the profiles can be made with profile cuts along the edges of the lit.

На фиг. I изображена многослойна панель , общий вид; на фиг. 2 - внешний вид одного из симметричных несущих листов; на фиг. 3 - тонкостенный.п.рофиль, установленный между ребрами несущих плит, обцшй вид; на фиг. 4 - уцепленные один с другим профили, общий вид; на фиг. 5 - соединенные один с другим цилиндры, разрез; на фиг. 6 - вариант соединени гибкой св зи.FIG. I depicts a multi-layered panel, general view; in fig. 2 - the appearance of one of the symmetrical supporting sheets; in fig. 3 - thin-walled. P. Profile, installed between the edges of the supporting plates, obtshy view; in fig. 4 - profiles hooked to one another, general view; in fig. 5 — cylinders connected to one another, incision; in fig. 6 is a variant of a flexible connection.

Панель состоит из несущих плит I и 2 с ребрами 3 и 4 соответственно. Ребра 3 шгиты I частично введены в полости, образованные ребрами 4 несущей плиты 2. Между ребрами 3 и 4 расположены тонкостенные пластинчатые профили 5 и 6 (незамкнутые профили), изготовленные из материала с высокой усталостной прочностью на выворачивание . Профили 5 и 6, соедин несущие плиты, образуют жесткий пакет силовой трехслойной конструкции.The panel consists of supporting plates I and 2 with edges 3 and 4, respectively. The ribs 3 shgits I are partially introduced into the cavities formed by the ribs 4 of the carrier plate 2. Between the ribs 3 and 4 there are thin-walled lamellar profiles 5 and 6 (open-ended profiles) made of a material with high fatigue resistance to inversion. Profiles 5 and 6, connecting the supporting plates, form a rigid package of a three-layer power structure.

Профили 5 и 6 имеют два участка 7 и 8 выворачивани ,, расположенные на высоте верщин ребер 4 и 3 соответственно противоположных плит 2 и 1. Профили 5 и 6 представл ют собой трубы, имеюццие разрезы 9 и 10 по центральной части выступов 4 и 3 ребер противоположных плит, и соединены По поверхност м контуров полостей, в которые они установлены, а с открытой .стороны полости, профили 5 и 6 соединены с вершиной противоположных ребер 4 и 3 в зоне между участками 7 и 8 выворачивани . Дл этого профили 5 и 6 имеют изогнутые участки il, прилегающие к горизонтальной площадке вершины ребер 3 и 4, вл ющиес продолжением участков 7 и 8 выворачивани . Стенки профилей, соединенные основани ми полостей, дл облегчени конструкции могут выполн тьс перфорированными .Profiles 5 and 6 have two sections 7 and 8 everting, located at the height of the edges of the ribs 4 and 3, respectively, of the opposite plates 2 and 1. Profiles 5 and 6 are pipes, having sections 9 and 10 along the central part of the projections 4 and 3 of the ribs opposite plates, and connected along the contour surfaces of the cavities into which they are installed, and with the open cavity side, profiles 5 and 6 are connected to the apex of opposite edges 4 and 3 in the zone between sections 7 and 8 of the eversion. For this, profiles 5 and 6 have curved sections il adjacent to the horizontal area of the tops of the ribs 3 and 4, which are a continuation of sections 7 and 8 of the eversion. The walls of the profiles connected by the bases of the cavities can be made perforated to facilitate the construction.

6 объемы, образованные криволинейной изогнутой поверхностью участков 7 и 8 выворачивани , установлены полые цилиндры 12. Полые цилиндры 12, размещенные в противоположных одна другой зонах 7 и 8 выворачивани , расположенных в одной поперечной к панели плоскости, соединены при помощи гибкой св зи 13, проход щей через полости цилиндров 12, например тонкого изогнутого в форме замкнутой рамки стержн . Цилиндры обеспечивают постойннными радиусы выворачивани полок профилей и исключают изломы материала в этих зонах, а также обеспечивают плотный контакт элементов структуры в поперечном к ребрам направлении, что увеличивает в этом направлении прочность и жесткость панели. Диаметры цилиндров 12 выбираютс , как правило, малыми, что обеспечивает плотность упаковки профилей, плотно прилегающих в зоне выворачивани к Цилиндрам. Дл свободного размещени стержн н соединени цилиндров в стенках профил выполнены поперечные прорези 14. В каждой прорези размещены два стержн от соседних рамок.Дл изготовлени панели механическим или электрохимическим фрезерованием изготавливают ребристые несущие плиты I и 2. Цилиндры 12 собирают по парам на стержне 13, который изгибают в форме рамки, с одной из сторон соедин ют, например, внахлестку , пайкой, и образуют замкнутую рамку. Изготавливают тонкостенные профили с прорез ми 14. в зоны 7 и 8 через прорези 14 устанавливают цилиндры 12, собранные на рамках. Профили 5 и 6 собирают посредством попарно соединенных друг с другом гибкой св зью цилиндров при пимощи оснастки, фиксирующей их взаимное положение, и таким образом собирают и соедин ют стержн ми 13 всю внутреннюю структуру , состо щую нз св занных друг с другом профилей 5 и 6.6, the volumes formed by the curvilinear curved surface of the inversion sections 7 and 8, are installed hollow cylinders 12. The hollow cylinders 12, located in the inversion zones 7 and 8 opposite to each other, located in one plane transverse to the panel, are connected slit through the cavity of the cylinder 12, for example a thin curved frame in the form of a rod. The cylinders provide constant radii for turning out the flanges of the profiles and exclude fractures of the material in these zones, as well as ensure close contact of the structure elements in the direction transverse to the ribs, which increases the strength and rigidity of the panel in this direction. The diameters of the cylinders 12 are, as a rule, chosen to be small, which ensures the density of the packing of the profiles that fit snugly in the turning area to the cylinders. For free placement of the rod and the connection of cylinders in the profile walls, transverse slots 14 are made. In each slot two rods from adjacent frames are placed. For making the panel by mechanical or electrochemical milling, ribbed bearing plates I and 2 are made. The cylinders 12 are assembled in pairs on the rod 13, which bend in the form of a frame, with one side connected, for example, with an overlap, soldering, and form a closed frame. Thin-walled profiles with slits 14 are made. In zones 7 and 8, cylinders 12 assembled on frames are installed through slots 14. Profiles 5 and 6 are assembled by means of cylinders connected in pairs by flexible coupling with the aid of tooling fixing their mutual position, and thus assembling and connecting with rods 13 the entire internal structure consisting of profiles 5 and 6 .

На полученную заготовку устанавливают сверху и снизу ребристые плиты, при этом профили 5 и 6 совмещаютс с пазами между ребрами 4 и 3 соответственно. Несущие ребристые плиты и цилиндры выполн ют из высокопрочных материалов, таких как легированна сталь н титан или композиционные материалы, .(трубы- из пластичных сплавов стали, гибка св зь - из легиюванной стали).The ribbed plates are mounted on the resulting blank on top and bottom, with the profiles 5 and 6 being aligned with the slots between the ribs 4 and 3, respectively. Supporting ribbed plates and cylinders are made of high-strength materials such as n-titanium alloy steel or composite materials (pipes made of ductile steel alloys, bending is made of alloyed steel).

.Если действующие на панель нагрузки малы, конструкци работает как упруга панель. При действии значительного внешнего давлени ребра 3 начннают двигатьс в пазы, образованные ребрами 4 противоположной общи вки. Присоединенные к вершинам ребер 3 и 4 пластинчатые профили 5 и 6 начинают перемец1атьс , выворачива ,с ребрами часть профилей. При этом выворачивание происходит вокруг вращающих с относнтельно стержней 13 цилиндров 12, обеспечивающих посто нный радиус зоны выворачивани , которые при помощи гибкой св зи 13 обеспечивают нат жение стенок профилей 5 и 6 и не дают им тер ть устойчивость при повторных нагрузках. Цилиндры прокатывают полки профилей, попеременно выворачива и выпр мл их, обеспечива их регул рную форму. В процессе вывораo чивани происходит . также отслоение стенок профилей 5 и 6 от поверхностей впадин 7, что увеличивает знергопоглощение. При этом происходит вращательно-поступательное движение полок профил в разные стороны в направлении к противоположным If the loads acting on the panel are small, the structure works like a resilient panel. Under the action of a significant external pressure, the ribs 3 begin to move into the grooves formed by the ribs 4 of the opposite shell. The lamellar profiles 5 and 6 attached to the tops of the ribs 3 and 4 begin to shift, twisting, part of the profiles with the ribs. In this case, inversion occurs around cylinders 13 rotating from relative rods 13 of cylinders 12, which provide a constant radius of inversion zone, which by means of flexible coupling 13 provides tension on the walls of profiles 5 and 6 and do not allow them to lose stability during repeated loads. Cylinders roll shelves of profiles, alternately turning out and straightening them, ensuring their regular shape. In the process of cultivation occurs. also, the detachment of the walls of profiles 5 and 6 from the surfaces of the depressions 7, which increases the energy absorption. When this occurs, the rotational-translational movement of the shelves of the profile in different directions in the direction to the opposite

5 рбщивкам при одновременном и равномерном сближении обшивок, вследствие чего рассто ние между вывернутыми зонами остаетс посто нным. Так как пластическое выворачивание профилей с каждой стороны With the simultaneous and uniform approach of the skins, the distance between the inverted zones remains constant. Since the plastic inversion of profiles on each side

0 ребра происходит в противоположные стороны (так, если выворачивание верхней зоны происходит в направлении против часовой стрелки, то вращение нижней зоны выворачивани - по часовой), то вследствие этого обеспечиваетс вращательно-поступа5 тельное движение упругоподатливых св зей в разные стороны относиуельно ребер, что увеличивает ход амортизации.0, the ribs occur in opposite directions (so, if the inversion of the upper zone occurs in the counterclockwise direction, then the rotation of the lower inversion zone is clockwise), as a result, rotational-translational movement of the elastically flexible links in different directions relative to the ribs is provided, which increases the course of depreciation.

После исчерпани своей амортизирующей способности панель снова приводитс After its cushioning capacity has been exhausted, the panel is shown again.

0 в первоначальное положение под действием давленн }кидкости или газа, содержащегос во внутренних полост х конструкций. При, этом происходит обратное рабочему выворачивание пластичных труб. Такое число циклов может быть достаточно большим. 0 to its original position under the action of pressured liquid or gas contained in the internal cavities of the structures. When this happens, the reverse working inversion of plastic pipes occurs. This number of cycles can be quite large.

5 Давление в полост х труб может поддерживатьс в широком диапазоне давлений в зависимости от требований условий амортизации , времени возращени конструкции в рабочее состо ние и др.5 The pressure in the cavity of the pipe can be maintained over a wide range of pressures depending on the requirements of the depreciation conditions, the time when the structure returns to working condition, etc.

Панель может быть использована при The panel can be used when

0 амортизации локальных нагрузок вследствие того, что ребра перераспредел ют нагрузку равномерно по всему слою.0 amortization of local loads due to the fact that the ribs distribute the load evenly over the entire layer.

Использование изобретени позвол ет повысить жесткость, прочность и устойчивость The use of the invention improves stiffness, strength and stability.

5 панели при действии осевых усилий, направленных поперек ребер, а также поперечного изгиба в этой плоскости вследствие жесткого Контакта ребер че1эез профили и цилиндры 12. Кроме того, увеличиваетс энёргопоглощение панели за счет увеличени хода амор0 тозации и более плотной упаковки амортизирующих элементов.5 panels under the action of axial forces directed across the ribs, as well as transverse bending in this plane due to rigid contact of the ribs, through profiles and cylinders 12. In addition, the energy absorption of the panel increases due to an increase in the amortization stroke and denser packing of cushioning elements.

Фаг. 2Phage. 2

Фиг.ЗFig.Z

Фиг.44

Claims

1. A MULTI-LAYERED PANEL containing bearing ribbed plates, the ribs of one of which are located in the intercostal spaces of the other and are connected by elastic-flexible connections in the form of profiles with two eversion sections, characterized in that, in order to improve the cushioning characteristics and increase the bearing capacity of the panel, each profile is placed in the cavities between adjacent fins of one of the plates and connected to the plate surface, the portions ^you: vorachivaniya profile arranged at the vertices of the ribs of the other plate, and portions therebetween with mounted with the tops of the ribs, the profiles are equipped with cylindrical elements mounted in the cavities, limited by the sections of eversion, connected to the elements adjacent to the height profiles by means of flexible connections, and transverse slots for flexible connections are made in the walls of the profiles.

2. Panel by π. 1, characterized in that the profiles are made with longitudinal cuts along the edges of the plates.

Figure 1