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 ячеистый заполнитель многослойной панели (авторское свидетельство SU 1320360 Е04С 2/84, опубл. 30.03.1987. Бюл. №4).
Многослойная панель состоит из наружных обшивок, заполнителя в виде структуры ячеистого типа и торцового обрамления из профилей в виде наружного швеллера, охватывающего внутренний швеллер.
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. №3).
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.
Недостатками данного 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 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 ортогональных направлениях, что обеспечивается четвертой степенью осевой симметрии его повторяющихся фрагментов. Свойства симметрии заполнителя позволяют укладывать его из состояния плоского блока на поверхность двойной кривизны. Данный заполнитель принят за прототип.
Недостатки данного заполнителя: недостаточная прочность соединения блока заполнителя с обшивками из-за малой площади поверхности граней, лежащих в огибающих поверхностях блока, по отношению к площади блока заполнителя, недостаточная жесткость, связанная с малой насыщенностью структуры вертикальными элементами; отсутствие поперечных элементов в срединной плоскости, что может привести к потере устойчивости граней заполнителя.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, заключается в повышении эффективности складчатого заполнителя многослойной панели: повышении прочности соединения с обшивкой за счет увеличения площади поверхности граней, лежащих в огибающих поверхностях блока; повышении жесткости заполнителя за счет увеличения насыщенности структуры вертикальными элементами; исключении потери устойчивости заполнителя за счет присутствия поперечных элементов в срединной плоскости.
Технический результат достигается тем, что в складчатом заполнителе многослойной панели, состоящем из повторяющихся одинаковых фрагментов, имеющих четвертую степень осевой симметрии, в центре каждого фрагмента расположена восьмиугольная грань, к каждой второй стороне которой присоединены прямоугольные грани с образованием на развертке фигуры в виде креста, а между ними расположены одинаковые комплексы граней, присоединенные к оставшимся сторонам восьмиугольной грани и включающие вытянутые в ленту три прямоугольника, к центральному из которых с двух сторон основанием присоединены равнобедренные треугольники, а к прямоугольникам на краях ленты с двух сторон присоединены неправильные треугольники, при этом фрагменты соединены между собой квадратами, расположенными между прямоугольными гранями, присоединенными к сторонам восьмиугольной грани с образованием на развертке фигуры в виде креста.
Сущность полезной модели показана на фиг. 1 - фиг. 2, где:
Фиг. 1 - известный складчатый заполнитель многослойной панели (принятый за прототип).
а
Здесь:  - заполнитель, принятый за прототип; б - развертка заполнителя, принятого за прототип; в - развертка повторяющегося фрагмента заполнителя, принятого за прототип; г - повторяющийся фрагмент заполнителя, принятого за прототип.
Фиг. 2 - заявляемая полезная модель.
Здесь: д - заполнитель заявляемой полезной модели; е - развертка заполнителя заявляемой полезной модели; ж - развертка повторяющегося фрагмента заполнителя заявляемой полезной модели; з - повторяющийся фрагмент заполнителя полезной модели; 1 - восьмиугольник в центре повторяющегося фрагмента з; 2 - прямоугольные грани повторяющегося фрагмента з, присоединенные к сторонам восьмиугольника 1 с образованием фигуры в виде креста; 3, 4, 5, 6 - треугольные грани повторяющегося фрагмента з; 7 - ребра заполнителя и, соответственно, их след на развертке; 8, 9 - большой и малый прямоугольники, образующие комплексы граней; 10 - квадратные грани, соединяющие повторяющиеся фрагменты з; OZ - ось симметрии; Т - точка пересечения оси симметрии с восьмиугольной гранью 1.
На фиг. 2 показан заявляемый складчатый заполнитель д многослойной панели. Он состоит из повторяющихся фрагментов з. Повторяющийся фрагмент образован восьмиугольником 1, к каждой второй стороне которого присоединены прямоугольные грани 2, а к оставшимся сторонам - комплексы граней, состоящие из прямоугольников 8 и 9; между гранями 2 и комплексами граней, состоящих из прямоугольников 8 и 9, располагаются треугольные грани 3, 4, 5, 6. Повторяющийся фрагмент з имеет четвертую степень осевой симметрии. Это означает, что при вращении повторяющегося фрагмента з 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 з соединены между собой квадратными гранями 10. Структура заполнителя является складчатой, то есть он имеет плоскую развертку е 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 поперечные грани 8 обеспечивают повышенную устойчивость конструкции.
Грани 1 и 10 в поверхностях блока обеспечивают повышенную прочность соединения с обшивкой.
Таким образом, помимо одинаковых механических характеристик в ортогональных направлениях панели и возможности укладки блока на поверхность двойной кривизны для формообразования криволинейных панелей данный заполнитель имеет повышенную прочность соединения с обшивкой за счет увеличения площади поверхности граней, лежащих в огибающих поверхностях блока; повышенную жесткость заполнителя за счет увеличения насыщенности структуры вертикальными элементами; повышенную устойчивость за счет присутствия поперечных элементов в срединной плоскости и изготавливается из цельной заготовки только операциями изгиба по линиям разметки (складыванием) без процедур сборки и склеивания.