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, отсутствие 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 для многослойной панели с ячеистой структурой (авторское свидетельство SU 1070285 Е04С 2/32, опубл. 30.01.1984. Бюл. №4).
Недостатками такого заполнителя являются: невозможность получения блока с плоской формы, разные геометрические и соответственно механические свойства в ортогональных направлениях, невозможность укладки блока заполнителя на выпуклую поверхность двойной кривизны, так как при изгибании заполнитель образует седловидность, невозможность изготовления блока с глубоким рельефом по отношению к размерам структурных элементов заполнителя.
Известен ячеистый заполнитель многослойной панели (авторское свидетельство SU 1320360 Е04С 2/84, опубл. 30.06.1987. Бюл. №24).
Недостатком заполнителя является то, что он не разворачивается на плоскость и изготавливается методом вытяжки. По этой причине его производство из высокопрочных конструкционных материалов затруднительно.
Известен складчатый заполнитель многослойной панели с ячеистой структурой (авторское свидетельство SU 975960 Е04С 2/32, опубл. 23.11.1982. Бюл. №43).
В данном заполнителе повторяющиеся фрагменты расположены рядами. В огибающих поверхностях блока заполнителя имеются грани, позволяющие увеличить площадь соединения с обшивкой. Геометрические свойства заполнителя позволяют изготовить конструкции с разной высотой блока в соотношении с размерами его структурных элементов. Данный заполнитель принят за прототип.
Недостатками заполнителя являются: разные геометрические и соответственно механические свойства в ортогональных направлениях блока - это является следствием того, что его повторяющийся фрагмент обладает осевой симметрией только второй степени; невозможность укладки блока заполнителя на выпуклую 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; грани для соединения с обшивкой имеют незначительную поверхность по отношению к блоку заполнителя.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, заключается в повышении эффективности складчатого заполнителя многослойной панели: получение одинаковых механических характеристик в ортогональных направлениях панели, обеспечение возможности укладки блока на поверхность двойной кривизны для формообразования криволинейных панелей, увеличение жесткости заполнителя, повышение прочности соединения обшивки с заполнителем за счет увеличения площади граней, расположенных на поверхности блока заполнителя.
Технический результат достигается тем, что в складчатом заполнителе многослойной панели, состоящем из повторяющихся фрагментов, образованных гранями, соединенными между собой по ребрам новым является то, что структура повторяющихся фрагментов имеет четвертую степень осевой симметрии, а каждый из фрагментов состоит из квадратной грани, расположенной в центре фрагмента, соединенной с четырьмя прямоугольными гранями, между которыми расположены четыре треугольные грани, образующие на развертке квадрат, при этом треугольные грани соединены между собой по диагонали квадрата, проходящей под углом 45° по отношению к ребрам прямоугольных граней, и по ломаной линии, определяющей наилучшую плотность расположения повторяющихся фрагментов в структуре, которая состоит из двух равных отрезков, две вершины которых являются вершинами соседних прямоугольных граней, а срединная вершина, образующая излом, лежит на пересечении с диагональю квадрата, при этом фрагменты соединены между собой по ребрам с помощью ленты, состоящей из квадратных и прямоугольных граней, которая объединяет фрагменты с образованием структуры заполнителя.
Сущность полезной модели показана на фиг.1 - фиг.2, где:
Фиг.1 - известный складчатый заполнитель многослойной панели (принятый за прототип);
Фиг.2 - заявляемая полезная модель;
Здесь: 1 - заполнитель, принятый за прототип; 2 - развертка заполнителя, принятого за прототип; 3 - повторяющийся фрагмент заполнителя, принятого за прототип; 4 - развертка повторяющегося фрагмента заполнителя, принятого за прототип; 5 - заполнитель заявляемой полезной модели; 6 - развертка заполнителя заявляемой полезной модели; 7 - повторяющийся фрагмент заполнителя заявляемой полезной модели; 8 - развертка повторяющегося фрагмента заполнителя заявляемой полезной модели; 9 - квадратная грань в центре повторяющегося фрагмента 7; 10 - прямоугольные грани фрагмента 7; 11, 12, 13, 14 - треугольные грани фрагмента 7; 15 - ленты, состоящие из квадратных и прямоугольных граней; 16 - ребра заполнителя и соответственно их след на развертке; 17 - грани на нижней поверхности блока; OZ - ось симметрии; Т - точка пересечения оси симметрии с квадратной гранью 9.
На фиг.2 показан заявляемый складчатый заполнитель 5 многослойной панели. Он состоит из повторяющихся фрагментов 7. Повторяющийся фрагмент образован квадратной гранью 1, к которой присоединены прямоугольные грани 10 и между которыми располагаются треугольные грани 11, 12, 13, 14. Повторяющийся фрагмент имеет четвертую степень осевой симметрии. Это означает, что при вращении повторяющегося фрагмента вокруг оси симметрии проходящей через точку Т для полного совпадения контура его нужно повернуть на угол α, который равняется одной четвертой части полного оборота, то есть . Этим свойством симметрии обеспечиваются одинаковые геометрические свойства структуры в двух направлениях: ОХ и OY. Повторяющиеся фрагменты соединены между собой лентами 15, состоящими из квадратных и прямоугольных граней. Структура заполнителя является складчатой, то есть он имеет плоскую развертку 6 без разрывов и наложений. Заполнитель может быть изготовлен складыванием из тонколистовых материалов: картон, бумага, арамидная бумага типа Nomex, стекло-, угле-, базальтопластики и фольга.
Достоинством заявленного заполнителя является то, что он имеет одинаковые геометрические свойства в двух ортогональных направлениях, что обеспечивается четвертой степенью осевой симметрии его повторяющихся фрагментов. Вследствие этих геометрических свойств многослойная панель будет иметь одинаковые механические свойства в ортогональных направлениях.
Свойства симметрии заполнителя позволяют укладывать его из состояния плоского блока на поверхность двойной кривизны.
Наличие граней 10, напрямую соединяющих обшивки, обеспечивает повышенную жесткость конструкции.
Грани 9, 17 в поверхностях блока с большой площадью контакта обеспечивают высокую прочность соединения с обшивкой.
Таким образом, предложенный складчатый заполнитель многослойной панели характеризуется одинаковыми геометрическими и механическими свойства в ортогональных направлениях, возможностью укладывания из состояния плоского блока на поверхность двойной кривизны, повышенной жесткостью конструкции, высокой прочностью соединения с обшивкой и при этом обладает высокой технологичностью и изготавливается из цельной заготовки только операциями изгиба по линиям разметки (складыванием) без процедур сборки и склеивания.