Способ изготовления многослойной панели криволинейной формы с зигзагообразным гофрированным заполнителем

Номер патента: 1830326

Авторы: Десятов, Халиулин

Есть еще 7 страниц.

Смотреть все страницы или скачать ZIP архив.

Текст

СОЮЗ С 08 ЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ 326 А 1 ЕСПУБЛИ 1)5 823 К 2 ТЕНТНО ГОСУДАРСТВЕННОЕ 8 ЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К А ного гофра, соединение внешних обшивок с заполнителем, Предлагаемый способ позволяет повысить прочность и жесткость многослойной панели за счет того, что заполнитель изготавливают в виде двух слоев зигзагообразного гофра, при этом основной гофрированный слой соединяют с верхней и нижней обшивками, а дополнительный гофрированный слой, имеющий кратное число линий япадин, - с верхней Обшивкой и Основным гофрированным слоем, При этом углы при вершинах зигзагообразных линий выступов и впадин, а также: расстояния между вершинами ОсновнфЪ и дополнительного гофрированных слоу,.определяются с помощью приведеннйх в способе формул, что позволяет после изгиба листа по намеченным линиям получить гофрированный заполнитель заданной кривонейн й формы и обеспечивает конто и дополнительного гофрировв по боковым граням. 10 ид. основно ных сло верхней и нижней об тельный гофрирован кратное число пиний обшивкой и основны ем, при этом зигзагоо пов и впадин основно гофрированных слоев при их вершинах и вершинами соедине линий выступов и впа ми контакт основног гофрированных слое причем зти парамет тем решения следую ний: У повышен ОЧНОСТИ тем, что вух слоом основняют с РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Казанский авиационный институт им,А.Н.Туполева(56) Авторское свидетельство СССРМ 1785154, кл, В 23 К 20/00, 1989,(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОЙНОЙ ПАНЕЛИ КРИВОЛИНЕЙНОЙФОРМЫ С ЗИГЗАГООБРАЗНЫМ ГОФРИРОВАННЫМ ЗАПОЛНИТЕЛЕМ(57) использование: для изготовления многослойных панелей криволинейной формы слегким заполнителем в виде слоев зигзагообразного гофра, в производстве летательных аппаратов, самолетостроении и другихотраслях промышленности, Сущность: способ включает три этапа изготовления панели. формообразование внешних обшивоккриволинейной формы, изготовление легкого заполнителя в виде слоев зигзагообраэИзобретение относится к способам изготовления многослойных панелей криволинейной формы с зигзагообразнымгофрированным заполнителем из листовогоматериала, применяющихся в производствелетательных аппаратов, самолетостроении,судостроении и других отраслях промышленности,Цель изобретения - ие качества эа счет увеличения пр и жесткости панели..Поставленная цель достигаетсязаполнитель изготавливают в виде дев зигзагообразного гофра, при зтной гофрированный слой соеди шивками, а дополнинЫй Слсй, имЕ)ОЩий впадин, - с верхней м гофрированным слобразные линии выстуго и дополнительного выполняют с углами расстояниями межд ний зигзагообразных дин, обеспечивающио и дополнительного в по боковым граням, ры определяются пущей системы уравне 1830326Шаго ва Реда кт ор Г. Кос изводственно-издательский комбинат "Патент"г. Ужгород, ул,Гагарина. 10 Заказ 2512 Тираж ГЬдписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениями открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раущская наб., 4/5гЬ,аг с 51 л- Юл Г ЬасаасваСС СМС ааааа - сац+Оаассоас .аассаа1 2 Я 1 г 1 л -ьу Эе а =Б Юп"-а( -1. 44 а2 йпССО г = -2 Ьсо 5 Е; сд= а 2.г П 4 и) РЛЫСю,Э с гьО/асСОЗ2 И-Ь)1 ительного гофрированвершинах зигзагона развертке соот- дополнительного е расстояния межзигзагообраэных н соответственно ного гофрироване расстояния межзигзагообразных н соответственно где 2 а и 2 а) - углы при вершинах зигзагообразных линий выступов на развертке соответственно основного и дополнительного гофрированных слоев; 2 ф и 2 ф ) - углы приобразнцх линий впадинветственно основного игофрированных слоев;О иЬ - наименьшду вершинами соседнилиний выступов и впадосновного и дополнителных слоевМиИ- наибольшду вершинами соседнилиний выступов и впад основного и дополнных слоев;(й) - параметр, характеризующий густотудополнительного гофра и численно равный 5 оношению количества зигзагообразных линий впадин дополнительного и основного гофрированных слоев;б - длина отрезка, соединяющего вершины зигзагообразных яиний выступов.ос- Ю новного и дополнительного гофрированныхслоев;Ь, Ьф - длины отрезков, соединяющихвершины зигзагообразных линий впадин соответственно основного и дополнитель ного гофрированных слоев;А - угол при вершинах пилообразныхлиний, прилегающих к обшивке большого5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 радиуса основного и дополнительного гофрированных слоев в собранном состоянии;е, е- углы при вершинах пилообраз(и)ных линий, прилегающих к обшивке меньшего радиуса соответственно основного и дополнительного гофрированных слоев в собранном состоянии;1 Р) - расстояния между вершинами соседних зигзагообразных линий выступов соответственно основного и дополнительного гофрированных слоев в собранном состоянии,25 - шаг зигзагообразных линий выступов и впадин основного и дополнительного гофрированных слоев в собранном состоянии;В - радиус кривизны наружной поверхности панели;Н - высота панели;и - толщина наружных обшивок.На фиг.1 показана многослойная криволинейная панель с заполнителем в виде одного слоя зигзагообразного гофра; на фиг,2 - многослойная криволинейная панель с заполнителем в виде двух слоев зигзагообразного гофра; нэ фиг,З - сечение панели, показанной на фиг.1 (с однослойным заполнителем) вертикальной плоскостью, проходящей через одну из пилообразных линий; на фиг.4 - сечение панели, показанной на фиг.2 (с двухслойным заполнителем) вертикальнои плоскостью, проходящей через одну иэ пилообразных линий, при густоте . дополнительного гофра й = 2 (где й - параметр, характеризующий густоту зигзагообразных линий впадин основного и дополнительного гофрированных слоев), На фиг.5 изображено сечение панели вертикальной плоскостью, проходящей через одну иэ пилообразных линий для заполнителя у которого дополнительный гофрированный слой имеет густоту й = 4; на Фиг.6 - развертка основного гофрированного слоя; на фиг,7 - развертка дополнительного гофрированного слоя (при И = 2); на фиг,8 - сечение панели, показанной на фиг,2, вертикальной плоскостью, проходящей через одну иэ пилообразных линий (при й = 2) с геометрическими построениями для определения технологических параметров.На фиг.1-10 показаны: 1 - наружные обшивки панели; 2 - основной гофрированный слой; 3 - дополнительный гофрированный слой; 4 - зигзагообразные линии выступов; 5 - зигзагообразные линии впадин; 6 - пилообразные линии,Предлагаемый способ позволяет изготавливать многослойную криволинейную панель повышенной жесткости с зигзагообразным гофрированным заполнителем.На фиг. изображена панель с однослойным зигзагообразным гофрированнымзаполнителем.Жесткость криволинейной панели существенно увеличится, если между верхнейобшивкой 1 и основным слоем 2 установитьдополнительный гофрированный слой с более густым расположением зигзагообразных линий выступов 4 и впадин 5 (фиг.5).Дополнительный гофрированный слой 3 может иметь различную густоту при этом коли-чество зигзагообразных линий впадин 5дополнительного 3 и основного 2 гофрированных слоев должно быть кратным, Дляобозначения пустоты дополнительного гофрированного слоя 3 введем параметр й, численно равный отношению количествазигзагообразных линий впадин 5 дополнительного 3 и основного 2 гофрированныхслоев (где й - натуральное число й2). Дляупрощения записи в дальнейшем все величины, относящиеся к дополнительному гофрированному слою 3, будем отмечатьсимволом М, например, Р, д и т,д.На Фиг,З показано сечение панели бездополнительного гофрированного слоя 3; нэфиг.4 изображено сечение панели с дополнительным гофрированным слоем 3, густотакоторого в два раза превышает густоту основного гофрированного слоя 2 (следовательно й = 2 и все величины, относящиеся кдополнительному гофрированному слою 3буем обозначать символом (2), например,1, ди т,д. (Фиг.7 - 10. На Фиг.5 изображено сечение панели, у которой густота дополнительного гофрированного слоя 3превышает густоту основного гофра 2 в четыре раза (й = 4).Предлагаемый способ реализуется следующим образом,На первом этапе иэ гладкого металлического методом обтяжки или прокатки получают наружные обшивки 1 заданнойкривизны (фиг.2).На втором этапе из плоских листовыхзаготовок изготавливают основной гофрированный слой 2 и дополнительный 3 дляполучения заполнителя (фиг.2).Для придания основному 2 и дополнительному 3 гофрированному слоям одинаковой требуемой кривизны и для обеспеченияконтакта по плоскостям боковых граней наразвертках основного 2 (фиг.б) и дополнительного 3 (фиг,7) гофрированных слоев производится разметка зигзагообразных линийвыступов 4. линий впадин 5 и пилообразныхлиний 6, соединяющих вершины зигэагооб 18303265 10 15 20 25 30 35 40 разных линий выступов 4 и впадин 5. При этом задаккая кривизна и форма рельефа, обеспечивающая контакт по боковым гра-. ням основного 2 и дополнительного 3 гофрированных слоев достигается аа счет задания углов 2 а, 2 ф (фиг.б) и 2 а,2 р(фиг.7) при. вершинах зигзагообразных линий выступов 4 и впадин 5 соответственного основного 2 и дополнительного 3 офрированных слоев наименьших Ь, О 1 и наий) больших .2, Ы расстояний (фиг.6,7) между вершинами соседних зигзагообразных линий выступов 4 и впадин 5, вычисляемых из системы (1). При изгибе листовых заготовок по намеченным линиям 4, 5, 6 (фиг.6,7) последние приобретают форму зигзагообразных гофрированных слоев 2,3 с заданной криволинейной поверхностью и требуемой формой рельефа (фиг,2).На третьем этапе осуществляют склеивание или пайку гофрированных слоев 2 и 3 между собой и наружными обшивками 1 любым известным способом,Проведенные исследования показывают, что не для каждой формы. основного гофрированного слоя 2 можно подобрать усиливающий дополнительный гофрированный слой 3, который бы имел заданную кривизну описанной поверхности и обеспечивал контактную боковым граням с основным гофрированным слоем 2, При заданных конструктивных параметрах панели (й - радиус кривизны наружной поверхности панели; Н - высота панели; 23 - шаг зигзагообразных линий выступов и впадин основного и дополнительного гофрированных слоев в собранном состоянии; Ь - толщина наружных обшивок; М - густота дополнительного гофрированного слоя и т,д. форма основного гофрированного слоя 2 и дополнительного 3 должны быть увязаны между собой. Отсюда, при изготовлении основного 2 и дополнительного 3 гофрированных слоев, возникает необходимость определения технологических параметров их разверток путем совместного решения системы уравнений (1), связывающих конструктивные и технологические параметры,Известные соотношения позволяют определить технологические параметры гофрированного слоя для панели с однослойным заполнителем, но они не пригодны для определения технологических параметров основного 2 и дополнителького 3 гофрированных слоев двухслойного заполнителя, т.к, в этом случае на Форму основкого 2 и дополнительного 3 гофрированных слоев кроме заданных конструктивных параметров накладываются дополнительные ограничени, определяемые условиями сопряжения гофрированных слоев 2 и 3 по линиям выступов 4 и боковым граням (фиг,2), Таким образом, рельеф основного 2 и дополнительного 3 гофрированных слоев вэаимоувязан, а соотношения, определяющие технологические параметры, являются связанными и ке позволяют определить технологические параметры этих гофров по отдельности.Ниже приводится вывод соотношений (1), позволяющих установить зависимость между заданными конструктивными параметрами многослойной панели(фиг.2) и технологическими параметрами разверток основного 2 (фиг.6) и дополнительного 2 (фиг,7) зигзагообразных гофрированных слоев, обеспечивающих контакт по боковым граням.Конструктивными параметрами многослойной криволинейной панели (фиг.2) являются:Я - радиус кривизны наружной поверхности панели;Н - высота панели;. 23 - шаг зигзагообразных линий выступов и впадин основного и дополнительного гофрированных слоев в собранном состоянии;- расстояние между вершинами соседних зигзагообразных линий выступов основного гофрированного слоя в собранном состоянии;и - толщина наружных обшивок;К - параметр, характеризующий густоту дополнительного гофра, численно равный .отношению количества зигзагообразных линий впадин основного и дополнительного гофрированных слоев.Технологическими параметрами разверток основного и дополнительного гофрированных слоев (Фиг,6,7), которые обеспечивают контакт гофрированных слоев по боковым граням и изготовление криволинейной панели с заданными конструктивными параметрами являются: 2 а и 2 а ) - углы при вершинах зигза(ггообразных линий выступов на развертках соответственно основного и дополнительного гофрированных слоев;2 Р и 2 Р ) - углы при вершинах зигзагоМобразных линий впадинча развертках соответственно основного и дополнительного гофрированных слоев;.1 и 1- наименьшие расстояния меж(й)ду вершинами соседних зигзагообразных линий выступов и впадин соответственного основкого и дополнительного гофрированных слоев;( 1 и ( 2 - наибольшие расстояния меж(М)ду вершинами соседних зигзагообразных линий выступов и впадин соответственно основного и дополнительного гофрированных слоев.Для того, чтобы контакт основного 2 и дополнительного 3 гофрированных слоев происходит по боковым граням, (фиг.2) необходимо, чтобы выполнялись следующие условия: где 25 - шаг зигзагообразных линий вы(М)ступов и впадин дополнительного гофрированногоо слоя в собранном состоянии (фиг.2);25 - шаг зигзагообразных линий выступов и впадин основного гофрированного слоя в собранном состоянии;(й) - параметр, характеризующий густоту дополнительного гофра. где б - длина отрезка соединяющего вер(Н)шины зигзагообразных линий выступов дополнительного гофрированного слоя (фиг.2);д - длина отрезка, соединяющего вершины зигзагообразных линий выступов основного гофрированного слоя;ч) - параметр, характеризующий густоту дополнительного гафра. где р) - центральный угол окружности с радиусом В-Ь иг.8), опирающийся на хорду длиной (- расстояние между верши(ч) (нами соседних зигзагообразных линий выступов дополнительного гофрированного слоя в собранном состоянии);р - центральный угол окружности с радиусом В-Ь, опирающийся на хорду длиной (.- расстояние между вершинами соседних зигзагообразных линий выступов основного гофрированного слоя в собранном состоянии);Й - параметр. характеризующий густоту дополнительного слоя. где у ). у,), , С - вспомогательные углы, определяющие положение дополнительного гофрированного слоя относительно основного (Фиг.8-10). где Ф ) - угол при вершинах пилообразных 5 линий, дополнительного гофрированногослоя, прилегающий к обшивке большего ра диуса в собранном состоянии;А - угол при вершинах пилообразныхлиний основного гофрированного слоя, при легающий к обшивке большего радиуса всобранном состоянии;(Й) - параметр, характеризующий густоту дополнительного гофрированного слоя.При соблюдении условий (4), (5), (6) усло вие (7) выполняется автоматически.Треугольники ЛАВА и ЬВСО (фиг,8,9)конгрузнтны по трем сторонам. Следовательно, АВГ = ВСО =и ВАР = СВО =у ),20 Отсюда д =М)+( ) +у( ) или с учетом выражений (5), (6) д = Д + у + и + 2 С( (8) Треугольники ЬАСЕ и ЬСМ (фиг.8) также конгрузнтны потрем сторонам, Следовательно, АСЕ = СМ) = д и САЕ = МС = у, 30Отсюда д =1 ++у, (9) Из условия (4) следует, что треугольники ЬАВС и ЛВСО (фиг.8) конгруэнтны, Следо 35 вэтельно, АВС= ВСО = д( ) или(фиг,10) д( )= д+2 С( ). Подставив полученное выражение в40 уравнение (8), имеем Сравнивая выражения (9), (10), получим 45 Л( ) = А, т,е, для того, чтобы контакт основ(й)ного 2 и дополнительного 3 зигзагообразных гофрированных слоев происходит по граням необходимо соблюдение пяти условий. а именно (2)-(6).Определим величины (.),1 ф) и ) 2Из треугольника ЬВСО (фиг.8) имеем Р=(й - й) аа55 2 2 Величину центрального р опредеОЧ)лим из рассмотрения треугольника АСОМс учетом условия (4). Для треугольника имеем=2 а- з)пбЬ Р) 16 ммаи 27 мм ) 45 о р(2) 40 о ванный слой нный Для нахождения величины ( 2, при которой выполняется условие(3 Щвоспольэуемся методом половинного деления. В этом случае алгоритм решения системы (1) будет сле- . дующим, Задаемсв вевиниинси 12 - 1.унан в вычисляем 2 а, 2 ф, (.1, 2 а, 2 р (.1.(Проверяем 1 = О Если условие (30) выполнено(с заданной точностью), то полученные . технологические параметры - решение. системы. Если нет, то М = (.г + втер (где змр - шаг итерации) и с заданным шагом проводим вычисления до тех пор пока з)дМ( н 1) = =зцИ(1), т.е. ) имеет разный знак для (.2 и ) 2+пер. Затем делим шаг пополам и т,д. до тех пор пока условие (30) не выполняется,Указанный алгоритм решения системы (1) реализован в прилагаемой программе на языке ФОРТРАН.С помощью этой программы рассмотрим два примера конкретного исполнения многослойной панели. Пусть необходимо изготовить панель со следующими конструктивными параметрами:П риме р 1Я = 200 ммН =30 ммЬ=Я 25 мм2 Б =40 мм( =70 мм8=2В результате решения системы (1) нахо- ДИМ:Для основного гофрированного слоя О =28 мм) аи 450фг) 42 оИспользование предлагаемого способа позволит получить многослойные панели повышенной прочности и жесткости. Это достигается за счет изготовления заполнителя в виде двух слоев зигзагообразного гофра, При атой основной гофрированный слой соединяется с верхней и нижней обшивками, а дополнительный гофрированный слой, имеющий кратное число линий впадин с верхней обшивкой и основным гофрированным слоем. Технологические параметры развергок гофрированных .слоев вычисляются по найденным Формулам. Формула изобретения Способ изготовления многослойной панели криволинейной формы с зигзагообразным гофрированным заполнителем, заключающийся в раздельном формообразовании слоя заполнителя и наружных обшивок заданной кривизны с их последующим соединением, при котором заданную кривизну заполнителя получают путем изгиба листовой заготовки по намеченным на развертке зигзагообразным линиям выступов и впадин с углами при их вершинах соответственно 2 а и 2 В и с наименьшим расстоянием (.1 между вершинами соседних зигзагообразных линий,. связанных с конструктивными параметрами соотношениями- ьа+ уьу -асс(1 -2о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества панели за счет увеличения прочности и жесткости, изготавливают дополнительный гофрированный слой с числом впадин, кратным числу впадин на имеющимся основном слое, размещают его между обшивкой, имеющей наибольшую кривизну, и основным гефрированным слоем и соединяют с обшивкой и с основным гофрированным споем по боковым граням их выступов и впадин, при этом углы при вершинах выступов и впадин и расстояние между вершинами соседних зигзагообразных линий выступов и впадин определяют по зависимостям, 17 1830326 18РФ Рб(а: БпГ ассо 51-г б .со 5) ) 2 опссо 51 -- -гопссо 51 олсбп)- - Б пЕГг.5 па 8 5 1 ги-ц.5 2 Ж-ь)эг" = 2 с;1 СО 5 б.20 го с 1 у 1 , ,гнг5), Ево"; где 2 а, 2 а) - углы при вершинах эигзаго- Ь, Ь - длины отрезков, соединяющие(й)образных линий выступов на развертках со- вершины зигзагообразных линий впадин ответственно основного и дополнительного соответственно основного и дополнительгофрированн)ых слоев;ного гофрированных слоев;2 ф, 2 р - углы при вершинах зигзаго л, - угол при вершинах пилообразных образных линий впадин на раэверткахсоот- линий, прилегающих к обшивке большего ветс 1 венно основного и дополнительного радиуса основного и дополнительного гофгофрировГанных слоев; .Рированного слоев в собранном сосояЬ, ).1 ) - наименьшее расстояние меж- нии;И)ду вершинами соседних зигзагообразных 10 е,- углы при вершинах пилообразлиний выступов и впадин соответственно . ных линиИ, прилегающих к обшивке мень- основного и дополнительного гофрирован шего радиуса соответственно основного и ных слоевГ; дополнительного гофрированных слоев вб 2, б.2 - наибольшие РасстоЯниЯ мвж- собран ом состоянии;М)ду вершинами соседних зигзагообразных 15 ), ) - расстояния между вершинамилиний выступов и впадин соответственно соседних зигзагообразных линий выступовосновного и дополнительного гофрирован соответственно основного и дополнительного гофрированных слоев в собранном сой - параметр, характеризующий густотудополнительного гофра и численно равный 20 28-шагзигзагообраэныхлиний выступовотношению количества зигзагообразных ли- и впадин основного и дополнительного гофриний впадин дополнительного и основного рованныхслоеввсобранномсостоянии;гофрированных слоев; Н - радиус кривизны наружной поверх б) - длина отрезка, соединяющего вер- ности панели;шины зигзагообразных линий выступов ос Н - высота панели1 новного и дополнительного гофрированных Ь - толщина наружных обшивок. слоев;

Смотреть

Заявка

4850116, 10.07.1990

КАЗАНСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ ИМ. А. Н. ТУПОЛЕВА

ХАЛИУЛИН ВАЛЕНТИН ИЛДАРОВИЧ, ДЕСЯТОВ ВЛАДИМИР ЕВГЕНЬЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: B23K 20/00

Метки: панели, формы, заполнителем, зигзагообразным, гофрированным, криволинейной, многослойной

Опубликовано: 30.07.1993

Код ссылки

<a href="http://patents.su/15-1830326-sposob-izgotovleniya-mnogoslojjnojj-paneli-krivolinejjnojj-formy-s-zigzagoobraznym-gofrirovannym-zapolnitelem.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ изготовления многослойной панели криволинейной формы с зигзагообразным гофрированным заполнителем</a>

Похожие патенты