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 по ребрам новым является то, что структура каждого из фрагментов имеет четвертую степень осевой симметрии, а каждый фрагмент состоит из квадратной грани, расположенной в центре фрагмента, каждое ребро которого является катетом грани в виде прямоугольного треугольника, другой катет которого является шириной прямоугольной грани, к другой ширине которого присоединен по катету второй прямоугольный треугольник, являющийся зеркальным отражением первого, описанного выше прямоугольного треугольника, а длина прямоугольной грани является большим основанием грани в виде равнобокой трапеции, боковая сторона которой является гипотенузой соседней грани в виде прямоугольного треугольника, соединенного по катету к квадратной грани, расположенной в центре фрагмента, при этом фрагменты образуют структуру заполнителя, соединяясь между собой посредством объединяющей квадратной грани, к которой они примыкают по катету второго прямоугольного треугольника и посредством объединяющей прямоугольной грани, к которой они примыкают длиной прямоугольной грани и меньшим основанием трапециевидной грани.
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 - грани, в виде прямоугольного треугольника фрагмента 7; 11 - прямоугольные грани фрагмента 7; 12 - грани, в виде равнобокой трапеции, фрагмента 7; 13 - грани, в виде прямоугольного треугольника фрагмента 7, зеркальное отражение 10; 14 - объединяющая квадратная грань, соединяющая между собой повторяющиеся фрагменты; 15 - объединяющая прямоугольная грань, соединяющая между собой повторяющиеся фрагменты; 16 - ребра заполнителя и соответственно их след на развертке; 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 9, к которой присоединены по катетам грани в виде прямоугольного треугольника 10, которые по гипотенузе соединяются с гранями в виде равнобокой трапеции 12, а по второму катету с прямоугольными гранями 11, к которым, в свою очередь, по катету присоединены грани, в виде прямоугольного треугольника, которые являются зеркальным отражением грани в виде прямоугольного треугольника 10. 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 объединяющей квадратной гранью 14 и объединяющей прямоугольной гранью 15. 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, 11, 12, 13 напрямую соединяющих обшивки, обеспечивает повышенную жесткость конструкции.
Грани 9, 14, 15 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.