Многослойная ячеистая панель
Использование: в строительстве, при изготовлении панелей и оболочек общестроительного назначения из композиционных материалов. Сущность изобретения: многослойная ячеистая панель состоит из несущих слоев 1 различной толщины и заполнителя , выполненного в виде листов ячеистого типа, и их выступы расположены с определенным шагом. Толщина каждого из несущих слоев, расстояние его до срединной плоскости панели и шаг выступов смежного с ним листа заполнителя связаны между собой соотношением, приведенным в тексте описания. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)з Е 04 С 2/24, 2/36
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (21) 4846987/33 (22) 04.07.90 (46) 15,09.92. Бюл, N - 34 (71) Специальное конструкторско-технолог ческое бюро с опытным производством стеклопластиков Института механики АН
УССР (72) Л,Б. Лерман, Н.А. Воробей, А.В. Морозов и А.И. Мороз (56) Авторское свидетельство СССР
N 846684, кл. Е 04 С 2/24, 1981.
Авторское свидетельство СССР
М 1025829, кл. Е 04 С, 2/24, 1981. (54) МНОГОСЛОЙНАЯ ЯЧЕИСТАЯ ПАНЕЛЬ
Изобретение относится к многослойным конструкциям и может быть использовано при изготовлении панелей и оболочек общестроительного назначения из композиционных материалов.
Известна многослойная ячеистая панель, включающая наружные обшивки и заполнитель из листов ячеистого типа, ячейки каждого из которых выполнены в виде полых многогранных выступов усеченных пирамид и обращены верхними основаниями в противоположные стороны по отношению к срединной плоскости листа, и стрингеры треугольного или трапециевидного сечения, обращенные авоими вершинами в сторону обшивок, а основаниями соединенные с заполнителем.
Наиболее близкой к предлагаемой является многослойная ячеистая панель, состоящая из несущих слоев, два из которых
„„. Ы„„1761896 А1 (57) Использование: в строительстве, при изготовлении панелей и оболочек общестроительного назначения из композиционных материалов. Сущность изобретения: многослойная ячеистая панель состоит из несущих слоев 1 различной толщины и заполнителя, выполненного в виде листов ячеистого типа, и их выступы расположены с определенным шагом, Толщина каждого из несущих слоев, расстояние его до срединной плоскости панели и шаг выступов смежного с ним листа заполнителя связаны между собой соотношением, приведенным в тексте описания. 1 ил. являются наружными, а остальные расположены между слоями заполнителя и являются промежуточными. При этом ячеистые листы могут иметь различную строительную высоту и различный шаг выступов, а направление рядов выступов крайних листов заполнителя расположены под углом 45 по отношению к направлению рядов ячеек последующих листов. Предложенное решение позBoëÿåò создавать многослойные ячеистые панели с числом слоев больше трех, с повышенными механическими характеристиками при продольном сжатии и изгибе, а также при сдвиге. Наиболее эффективна такая многослойная панель в элементах конструкций типа опор, нагруженных осевыми усилиями.
Недостатком известной многослойной ячеистой панели является нерациональное размещение материала в несущих слоях, не
| ! а ( с с
3 ,QO О
1 ,> (Ь
1761896 учитывающее высоту и шаг выступов ячеистого листа. Выполненные исследования показали, что разрушение многослойной панели при изгибе происходит преимущественно за счет местной потери устойчивости 5 несущих слоев, воспринимающих нормальные напряжения в сжатой зоне между выступами заполнителя, и таким образом, прочность несущих слоев, а следовательно, и панели оказывается не реализованной. 10
Цель изобретения — повышение прочности многослойной панели при воздействии изгибающих нагрузок путем обеспечения более полной реализации прочностных характеристик материала несущих слоев па- 15 нели за счет его перераспределения, Поставленная цель достигается тем, что в многослойной ячеистой панели, включающей по крайней мере четыре несущих слоя и расположенный между ними заполнитель, 20 выполненный в виде листов ячеистого типа с регулярно расположенными выступами, несущие слои выполнены различной толщины, причем толщина каждого из несущих слоев, расстояние его до срединной плоско- 25 сти панели и шаг выступов смежного с ним со стороны срединной плоскости панели листа заполнителя связаны соотношением (д;/t)) Z( (д;/Ч)2 Е)
30 где 4, д1 — толщина несущих слоев;
ti, t — шаг выступов заполнителя;
Zi, Z> — расстояние до срединной плоскости панели i-го и J-го слоев соответственно.
Выполнение указанного соотношения параметров многослойной панели приводит к увеличению прочности на изгиб всего пакета в целом. В зависимости от конструкции 40 панели прочность на изгиб пакета панели увеличивается на 27 — 60 . Действительно, максимальный изгибающий момент, воспринимаемый панелью, оценивается соотношением М=2 ZcTi д 2ь где oi — напряжение в 45
i-м несущем слое, определяемое наименьшим из напряжений, приводящее к местной потере устойчивости одного из несущих слоев, из чего видно, что он достигает максимума при соблюдении заявляемого усло- 50 вия.
На чертеже изображена многослойная ячеистая панель с раскрытием структуры в продольном направлении.
Многослойная ячеистая панель состоит из несущих слоев 1, несущих наружных слоев 2 и заполнителя, выполненного в виде листов ячеистого типа 3 и 4, выступы 5 и 6 которых имеют форму полых усеченных конусов или многогранных пирамид, обращенных верхними основаниями в противоположные стороны, соединенных с несущими слоями 1 и 2 и расположенных с определенным шагом.
Пример. Была изготовлена девятислойная панель размером 1000х1000 мм.
Несущие слои и заполнитель выполнены из стеклопластика на основе тканей Т-10, Т-12, Т-13 и связующего ЭФ 32-301, Два средних слоя заполнителя имеют высоту 27 мм, расположенный между ними центральный несущий слой имеет толщину 0,5 мм, с двух сторон этого пакета устанавливаются несущие слои толщиной 1,13 мм, с двух сторон этого пакета расположен заполнитель высотой 16,5 мм, поверх которого устанавливаются наружные несущие слои толщиной
0,87мм. Указанныетолщины заполнителя, а следовательно, и общая высота многослойной ячеистой панели выбраны из условия выполнения требований технического задания на соответствие радиотехническим характеристикам, Толщины несущих слоев выбраны в соответствии с указанной формулой, В сравнении с панелью такой же толщины, у которой все обшивки одинаковые v равны 1 мм, прочность панели на изгиб увеличивается на 27 .
Формула изобретения
Многослойная ячеистая панель, включающая по крайней мере четыре несущих слоя и расположенный между ними заполнитель. выполненный в виде листов ячеистого типа с регулярно расположенными выступами. отличающаяся тем, что, с цельк повышения прочности при воздействии изгибающих нагрузок, несущие слои выполне. ны различной толщины, причем толщин.каждого из несущих слоев, расстояние егс до срединной плоскости панели и шаг вы. ступов смежного с ним со стороны срединной плоскости панели листа заполнител связаны соотношением (д;./т;Я Zi (д /,,Я Т где Oi, д; — толщина несущих слоев;
ti, t — шаг выступов заполнителя;
Zi„Z1 — расстояние до срединной плоско. сти панели i-ro u j-го слоев соответственно.
1761896
Составитель Н. Воробей
Редактор Техред М.Моргентал Корректор М, Максимишинец
Заказ 3240 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
