СКЛАДЧАТЫЙ ЗАПОЛНИТЕЛЬ МНОГОСЛОЙНОЙ ПАНЕЛИ

Полезная модель относится к области транспортных средств и строительства, в частности к многослойным панелям с легким заполнителем.
Известен складчатый заполнитель для многослойной панели с ячеистой структурой, полученный путем преобразования зигзагообразного гофра за счет введения в структуру ленточных рядов из прямоугольных элементов (авторское свидетельство SU 975961 Е04С 2/36 В32В 3/12, опубл. 23.11.1982. Бюл. №4). Он выполнен из листового материала, имеет рельефную поверхность, составленную плоскими гранями в виде параллелограммов, заполнитель имеет складчатую структуру, разворачивающуюся на плоскость без разрывов и наложений.
Недостатками такого заполнителя являются: разные геометрические и соответственно механические свойства в ортогональных направлениях, отутствие граней в огибающих поверхностях блока заполнителя, и как следствие, малая прочность соединения с обшивкой, невозможность укладки блока заполнителя на выпуклую поверхность двойной кривизны, так как при изгибании заполнитель образует седловидность.
Известен складчатый заполнитель многослойной панели с ячеистой структурой (авторское свидетельство SU 975960 Е04С 2/32, опубл. 23.11.1982. Бюл. №3).
В данном заполнителе повторяющиеся фрагменты расположены рядами. В огибающих поверхностях блока заполнителя имеются грани.
Недостатками данного заполнителя являются разные геометрические и соответственно механические свойства в ортогональных направлениях блока, что является следствием того, что его повторяющийся фрагмент обладает осевой симметрией только второй степени; невозможность укладки блока заполнителя на выпускую поверхность двойной кривизны, так как при изгибании заполнитель образует седловидность; невысокая прочность и жесткость заполнителя при поперечном сжатии панели, так как у него нет структурных элементов, напрямую соединяющих верхнюю и нижнюю обшивки; низкая прочность соединения блока заполнителя с обшивками, поскольку грани для соединения с обшивкой имеют незначительную площадь поверхности по отношению к блоку заполнителя.
Известен складчатый заполнитель многослойной панели (патент RU 107213 Ul Е04С 2/3, опубл. 10.08.2011, Бюл. №7).
Данный заполнитель состоит из повторяющихся фрагментов, каждый из которых образован квадратной гранью, к которой присоединены прямоугольные грани и между которыми располагаются треугольные грани. Данные фрагменты соединены между собой лентами, состоящими из квадартных и прямоугольных граней. Структура заполнителя является складчатой, то есть он имеет плоскую развертку без разрывов и наложений.
Данный заполнитель имеет одинаковые свойства в двух ортогональных направлениях, что обеспечивается четвертой степенью осевой симметрии его повторяющихся фрагментов. Свойства симметрии заполнителя позволяют укладывать его из состояния плоского блока на криволинейную поверхность с малой кривизной.
Недостатки данного заполнителя: одинаковые жесткостные свойства только в двух ортогональных направлениях, т.е. малая степень изотропии; ограниченные возможности укладки плоского блока на криволинейные поверхности - укладка только на пологие поверхности. Это связано со свойствами осевой симметрии заполнителя, которая равна только четырем. Данный заполнитель принят за прототип.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, заключается в повышении эффективности складчатого заполнителя многослойной панели: повышении однородности механических характеристик заполнителя в трех направлениях вместо двух у прототипа; повышении деформативности плоского блока, позволяющей укладывать заполнитель на поверхности двойной кривизны с малым радиусом.
Технический результат достигается тем, что в складчатом заполнителе многослойной панели, состоящем из повторяющихся одинаковых фрагментов и соединительных элементов, в центре каждого фрагмента, имеющего шестую степень осевой симметрии и форму сложного многоугольника, расположена шестиугольная грань, ко всем сторонам которой малой стороной прилегают прямоугольники, а между соседними прямоугольниками расположены по два треугольника, основания котрых совпадают с большей стороной прямоугольника, одна из сторон является общей, а вторая сторона каждого треугольника является стороной трапеции соединительного элемента, которая вместе с шестиугольником соединительного элемента, каждая нечетная сторона которого совпадает с малой стороной прямоугольника, объединяют повторяющиеся фрагменты с образованием структуры заполнителя, причем по меньшему основанию трапеции соединительных элементов соединены с четными сторонами шестиугольника, а по большему основанию - между собой.
Сущность полезной модели показана на фиг. 1, где:
а - заполнитель заявляемой полезной модели; б - развертка заполнителя заявляемой полезной модели; в - повторяющийся фрагмент заполнителя заявляемой полезной модели; г - развертка повторяющегося фрагмента заполнителя полезной модели; д - развертка соединительного элемента заполнителя полезной модели; 1 - шестиугольник в центре повторяющегося фрагмента в; 2 - грани повторяющегося фрагмента в, имеющие форму прямоугольников; 3 - треугольники, расположенные между прямоугольниками 2; 4 - трапеции соединительного элемента д, соединяющего повторяющиеся фрагменты в; 5 - шестиугольники соединительного элемента д, соединяющего повторяющиеся фрагменты; OZ - ось симметрии; T - точка пересечения оси симметрии с шестиугольной гранью 1.
На фиг. 1 показан заявляемый складчатый заполнитель а многослойной панели. Он состоит из повторяющихся фрагментов в, имеющих разметку г. Повторяющийся фрагмент образован шестиугольной гранью 1, ко всем сторонам которой присоединены грани в форме одинаковых прямоугольников 2, между которыми лежат по два треугольника 3. Повторяющиеся фрагменты в соединены между собой соединительными элементами д, каждый из которых состоит из двух трапеций 4 и шестиугольника 5. Повторяющийся фрагмент в имеет шестую степень осевой симметрии. Это означает, что при вращении повторяющегося фрагмента в вокруг оси симметрии, проходящей через точку Т, для полного совпадения контура его нужно повернуть на угол α, который равняется одной шестой части полного оборота, то есть . Этим свойством симметрии обеспечиваются одинаковые геометрические свойства структуры в шести направлениях. Структура заполнителя является складчатой, то есть он имеет плоскую развертку б без разрывов и наложений. Заполнитель может быть изготовлен складыванием из тонколистовых материалов: картон, бумага, арамидная бумага типа Nomex, стекло-, угле-, базальтопластики и фольга.
Наличие большого количества граней 2, напрямую соединяющих обшивки, обеспечивает повышенную жесткость, а большое количество граней 1 и 5 обеспечивает высокую прочность соединения с обшивкой.
Таким образом, помимо одинаковых механических характеристик в шести направлениях панели заполнитель имеет повышенную деформативность плоского блока, позволяющую укладывать заполнитель на поверхности двойной кривизны с малым радиусом, и изготавливается из цельной заготовки только операциями изгиба по линиям разметки (складыванием) без процедур сборки и склеивания.