Многослойная амортизирующая панель

 

Изобретение относится к несущим многослойным панелям и может найти применение при создании элементов силовых конструкций летательных аппаратов и судов, обладающих высокой несущей и амортизирующей способностью на воздействие интенсивных многократных нагрузок. Целью изобретения является увеличение удельного энергопоглощения и повышение несущей способности панели при увеличении продолжительности действия интенсивной ударной нагрузки. Панель включает несущие ребристые плиты 1,2. Ребра одной плиты расположены в межреберных промежутках другой. Плиты соединены амортизирующими элементами 10. Амортизирующие элементы выполнены в виде тонкостенных замкнутых профилей с противоположными выступами. Ребра плит в поперечном сечении имеют вид трапеций. На боковых гранях ребер расположены фигурные выступы 7. В основаниях ребер выполнены продольные фигурные полости 9. Внешняя энергия рассеивается на выворачивание тонкостенных замкнутых профилей и на изгиб стенок профилей. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1590518 А1 (51) 5 Е 04 В 1/98, F 16 F 7/12

3" И1 угу,",- 1„ 1 !Ь !И(3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 Ф Рыг 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4611832/31-33 (22) 02.12.88 (46) 07.09.90. Бюл. № 33 (72) В. У. Котельников и Н. М. Нечитайло (53) 691.-413:534.833 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 899811, кл. Е 04 В 1/98, 1979.

Авторское свидетельство СССР № 1317075, кл. Е 04 B 1/98, 1982. (54) МНОГОСЛОЙНАЯ АМОРТИЗИРУЮШАЯ ПАНЕЛЬ (57) Изобретение относится к несущим многослойным панелям и может найти применение при создании элементов силовых конструкций летательных аппаратов и судов, обладающих высокой несущей и амортизирующей способностью на воздействие интенсивных многократных нагрузок. Целью изобретения является увеличение удельного энергопоглощения и повышение несущей способности панели при увеличении продолжительности действ ия интенс ивной ударной нагрузки. Панель включает несущие ребристые плиты 1, 2. Ребра одной плиты расположены в межреберных промежутках другой. Плиты соеди нены а мортизирующими элементами 10. Амортизирующие элементы выполнены в виде тонкостенных замкнутых профилей с противоположными выступами. Ребра плит в поперечном сечении имеют вид трапеций, На боковых гранях ребер расположены фигурные выступы 7. В основаниях ребер выполнены продольные фигурные полости 9.

Внешняя энергия рассеивается на выворачивание тонкостенных замкнутых профилей и на изгиб стенок профилей. 2 ил.

1590518

Изобретение относится к несущим многослойным панелям и может найти применение при создании элементов силовых конструкций летательных аппаратов и судов, обладающих высокой несущей и амортизирующей способностью на воздействие интенсивных многократных нагрузок.

Целью изобретения является увеличение удельного энергопоглощения и повышение несущей способности панели при увеличении продолжительности действия интенсивной ударной нагрузки.

На фиг. 1 показана многослойная панель, общий вид; на фиг. 2 — панель в конечной стадии амортизации, в ид сбоку.

Панель состоит из несущих плит 1 и 2 с ребрами 3 и 4. На ребрах выполнены продольные пазы 5 и 6, продольные фигурные выступы 7 и 8. В основаниях ребер расположены продольные фигурные полости 9. Между ребрами 3 и 4 расположены амортизирующие элементы 10 в виде тонкостенных замкнутых профилей, изготовленных из материала с высокой усталостной прочностью на выворачивание и с эффектом памяти формы, например из никелида титана. На поверхности амортизирующих элементов 10 имеются выступы 11 и 12, которые служат для связи тонкостенных замкнутых профилей с ребрами 3 и 4.

Фигурные выступы 7 ребер 3 размещены относительно выступов 8 ребер 4 со смещением по боковой стороне трапеции ребер. В конечной стадии амортизации расположение выступов вдоль линии контакта следующее: сначала выступы 7 ребер 3, а затем выступ ы 8 ребер 4. Этим обес-. печивается дополнительный изгиб и максимальное сближение ребер в завершающей стадии амортизации (фиг. 2).

Несущие плиты 1 и 2 с ребрами 3 и 4 изготавливаются из высокопрочных легиров анных сталей. В случае необходимости масса конструкции может быть снижена путем изготовления плит 1 и 2 полыми с расположенными внутри них ребрами жесткости. Выступы 7 и 8 изготавливаются .либо заодно с ребрами 3 и 4 (путем фрезерования) из того же материала, что и ребра, либо изготавливаются отдельно из металлических сплавов (например, сталь, титановые сплавы) или композиционных материалов. Выступы 11 и 2 изготавливаются либо заодно с тонкостенными замкнутыми профилями из того же материала, либо изготавливаются отдельно из металлических сплавов или композиционных материалов. Тонкостенные замкнутые профили имеют удлиненный диаметр по линии, параллельной боковым граням ребер 3 и 4.

Для изготовления предлагаемой конструкции фрезеров анием изготавливаются ребристые несущие плиты 1 и 2. На ребрах 3 и 4 протачиваются продольные пазы 5 и 6 и фигурные полости 9. На реб,рах 3 выполняются фрезерованием или закрепляются путем склеивания продольные фигурные выступы 7, а на ребрах 4 выполняются фрезерованием или закрепляются путем склеивания продольные фигурные выступы 8 со смещением относительно выступов 7 с тем, чтобы избежать удара ребрами 3 и 4 в конечной стадии амортизации. На амортизирующих элементах 10 склеиванием закрепляются продольные фигурные выступы 11 и 12. Заготовки собираются с помощью оснастки, фиксирующей их взаимное расположение, при этом выступы 11 и 12 совмещаются с пазами 5 и 6. Сборка соединяется в целое по местам контакта выступов 11 и 12 амортизирующих элементов 10 с пазами 5 и 6 ребер 3 и 4 с помощью склеивания.

Если действующие на панель нагрузки мал ы, конструкция работает как упругая панель. При действии значительного внеш20 него давления начинают сближаться плиты 1 и 2, при этом ребра 3 начинают вдвигаться в межреберные промежутки, образованные ребрами 4 противоположной плиты 2.

Это давление от ребер 3 и 4 через пазы 5 и 6 передается на выступы 11 и 12 амортизирующих элементов 10.

Амортизирующие элементы 10 (тонкостенные замкнутые профили) начинают выворачив аться, поглощая энергию нагрузки.

Одновременно с выворачиванием тонкостенВ случае воздействия на панель на завершающей стадии амортизации максимальных расчетных нагрузок происходит дальнейшее сближение параллельных друг относительно друга боковых поверхностей ребер

3 и 4, что приводит к дополнительному обжатию амортизирующих элементов 10.

Для предохранения тонкостенных замкнутых профилей от излома в зонах изгиба на конечном участке рабочего хода плит используются продольные фигурные полости 9 у основания ребер 3 и 4. В этих полостях происходит размещение зон изгиба амортизирующих элементов 10 в конечной стадии амортизации.

З0 ных замкнутых профилей происходит их обжатие (уменьшение площади поперечного сечения) за счет сближения боковых поверхностей ребер 3 и 4 вследствие общего изгиба контура профиля. За счет этого увеличивается противодействие амортизируюЗ5 щих элементов 10 взаимному сближению плит 1 и 2, а следовательно, увеличивается поглощение энергии нагрузки. Кроме того, дополнительное усилие амортизации создается вследствие многозонного местного изгиба в ходе выворачивания

40 амортизирующих элементов 10, когда тонкостенные замкнутые профили огибают фигурные (например, полукруглые) выступы 7 и 8 на поверхности ребер 3 и 4, на которых располжены эти фигурные выступы.

1590518

Геометрические параметры полости 9 выбираются из условий, исключающих черезмерные локальные пластические деформации и разрушение амортизирующих элементов 10. Это дополнительно обеспечивает возможность многократного использования конструкции. При достаточном ходе амортизации и воздействии номинальных нагрузок конструкция может выдержать несколько циклов без нарушения при сохранении . высокой стабильности нагрузок, передаваемых от одной плиты панели к другой.

После исчерпания своей амортизирующей способности панель может быть приведена в первоначальное положение нагреванием амортизирующих элементов до температуры обратного мартенситного превращения либо наддувом внутренних полостей конструкции. Это может быть сделано подачей жидкости или газа (например, воздуха) во внутренние полости конструкции.

При этом происходит обратное рабочему выворачивание тонкостенных замкнутых профилей амортизирующих элементов 10. Одновременно с этим происходит восстановление первоначальной формы амортизирующих элементов 10 в случае их смятия в допустимых пределах. Такое число циклов может быть достаточно большим.

Панель позволяет повысить несущую способность, так как при интенсивных внешних нагрузках осуществляется значительное сближение несущих плит. При этом происходит движение ребер одной плиты относительно ребер другой, изменение расстояния между их параллельными боковыми поверхностями с общим и местным изгибом стенок тонкостенных замкнутых профилей с одновременным вращательнопоступательным движением тонкостенных замкнутых профилей амортизирующих элементов, выворачиванием их противоположных кромок и изменением площади поперечного сечения амортизирующих элементов. Уменьшение площади поперечного сечения тонкостенных замкнутых профилей, а следовательно, и увеличение усилия деформирования на конечном участке рабочего хода панели предотвращает выход из строя ребер, плит и всей конструкции за счет поглощения внешней энергии при сминании амортизирующих элементов. Возможно неполное обжатие профилей и в этом случае внутренние полости тонкостенных замкнутых профилей можно использовать для топливных и других коммуникаций. Введение ребер одной плиты в межреберные промежутки другой, т. е. зацепление ребер друг за другом, поз вол яет повыс ить сдв иговую прочность и жесткость панели после исчерпания этой панелью амортизирующих свойств.

Таким образом, при прочих равных параметрах предлагаемая конструкция способна выдерживать внешние нагрузки, значительно превышающие те, которые привели бы к разрушению известной панели.

Формула изобретения

Многослойная амортизирующая панель, включающая несущие ребристые плиты, ребра одной из которых расположены в межреберных промежутках другой и соединены упругоподатливыми связями в виде тонкостенных замкнутых профилей с про30 тивоположными выступами для соединения с ребрами, отличающаяся тем, что, с целью увеличения удельного энергопоглощения и повышения несущей способности панели при увеличении продолжительности действия интенсивной ударной нагрузки, ребра выпол35 иены трапецендального поперечного сечения, в основаниях ребер между плитами образованы продольные фигурные полости, а на боковых гранях ребер — продольные фигурные выступы, причем отношение расстояния между плитами к высоте ребра в конце хода амортизации больше единицы.

1590518

2 10 4 $ 7Z Рог.2

Составитель Е. Чернявская

Редактор Н. Гунько Техред А. Кравчук Корректор М, Шароши

Заказ 2615 Тираж 998 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, !01