Многослойная пластина — SU 1042275 (original) (raw)
1042275 ОЮЗ СОВЕТСКОЦИАЛИСТИЧЕСПУБЛИК С 3/2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОПРИ ГКНТ СССР ИТЕТ РЫТИЯ РЕТ ПИСАН ДЕТЕЛЬСТВУ К ю стиня сразина 3Пл чающ стержни, разделен разноиме У(5")(57) 1. ИНОГОСЛОЙНАЛ ПЛАСТИНА,содержащая разнесенные несущие слоии размещенный между ними упрочняю.щий слой, связанный с источникомэлектропитания и включающий однонаправленные стержни, о т л и ч а ю".щ а я с я тем, что, с целью повышения несущей способности пластин иуменьшения расхода электроэнергии,в ней стержни выполнены из материала с термомеханической памятью, ре Изобретение относится к областиавиационной и ракетной техники, аименно к изделиям из слойстых композиционных материалов.Наиболее близким техническим ре-шением к заявленному является много"слойная пластина, содержащая разне-.сенные несущие слои и размещенныймежду ними упрочняющий слой, свя" занный с источником, электропитания. и включающий однонаправленные.стержни.Эффективность работы пластины зависит от степени реализации элек-,трической энергии в механическую, ра"боту деформации пластин,Недостатком этой пластины является то, что схема преобразованияэнергии приводит к непроизводительнымзатратам электрической энергии в ализующими осевую деформацию, и присоединены к источнику электропитания2. Пластина по п.1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что в ней упрочняющий слой выполнен из нескольких параллельно расположенных слоев однонап 1 авленных стержней, при этом по крайней мере, один слой выполнен из стержней, реализующих деформацию обратную деформации смежных слоев. поп, 1,отлия тем, что в нейщенные в одном слое,руппы, реализующиееформацию. устройстве и к снижению .его КПД, а также несущей способности панели.Цель изобретения - повышение несущей способности пластины и уменьшение расхода электроэнергии.Эта цель достигается тем, что в многослойной пластине, содержащей разнесенные несущие слои и размещенный между ними упрочняющий слой, связанный с источником электропитания и включающий однонаправленные стержни, сами стержни выполнены из материала с термомеханической памятью, ре; ализующими осевую деформацию и присоединены к источнику электропитания.Причем упрочняющий. слой выполнен из нескольких параллельно расположенных слоев однонаправленных стержней, при этом,по крайней мере, один слой выполнен из стержней, реализующих де 1042275формацию, обратную деформации смежных слоев,Кроме этого, стержни, размещенныев одном слое, разделены Йа группы, ре-ализующие разноименную деформацию.На Фиг.1 изображена пластина состержнями в виде проволоки; на фиг,2- .сечение А-А на Фиг.1 ф на фиг.3 - пластина со,стержнями в виде полос и Ос .вцешними слоями, использованными вкачестве шин на Фиг.4 - сечение Б- Бна фиг.3; на Фиг,5 - пластина состержнями, сгруппированными по видудеформации в пределах одного слоя; 15на Фиг.6 - сечение В-В на Фиг,5; наФиг.7 - принципиальная схема включения пластины.Многослойная пластина 1 имеет внешние слои 2, например, из ориентиро- гованного углепластика и упрочняющийслой 3, симметрично расположенный относительно срединной плоскости пласти.ны. Слой 3 состоит из стержней 4,скрепленных между собой смолой 5.25Смола 5 связывает также слои пластины и является одновременно теплои электроизолирующим материалом вКонструкции, Стержни 4 на концах соединены с шинами 6 и 7. Шины подкла- ЗО.чены к соответствующим клеммам 8 и9. Стержни 4 выполнены из материала. с термомеханической памятью на исходную Форму и на предварительную заданную деформацию, например, из нитинола - сплава на базе металлида ХТ 1.Эффект памяти проявляется в данном случае в том, что заготовка изэтого сплава, которой предварительнопридают две определенные Формы при 4 Оповышенной и нормальной температурах, после нагрева приобретает форму,"зафиксированную" при повышенной температуре, а после охлаждения - форму, соответствующую нормальной температуре,Обратимые изменения Формы обьяс"няются термоупругим мартенситнымпревращением кристаллической решетки сплава. 50Учитывая указанное свойство нитинола, стержни 4 перед установкой впластину подвергаются специальнойобработке, обеспечивающей им при наогреве до Т =40-60 С увеличение длины на определенную величину, а приохлаждении до .Т = 2 РС ее уменьшение до размера, необходимого при сбор"ке слоя 3. Если многослойная пластинавыполнена с внешними слоями 2 из металла, например, как в варианте на Фиг.3, то необходимость в шинах отпадает и клеммы 8 и 9 подключены непосредственно к слоям 2,Для расширения области применения многослойная пластина в варианте на фиг. 5 имеет в слое 3 стержни 1 О, которые перед сборкой пластины подвергаются точно такой же обработке, как и стержни 4, но им по сравнению со стержнями 4 придана деформация обратного знака, Стержни 4 и 1 О чередуются в слое 3 и дополнительно теплоизолированы друг от друга прокладками 11. (Прокладки 11 в сочетании со смолой 5 обеспечивают взаимную тепловую инерцию стержней 4 и 10). Стрежни 10 подсоединены к шинам 12 и 13, связанным с клеммами14 и 15.В тех случаях, когда при расширении области применения пластины необходимо увеличить эффективность действия слоя 3 количество стержней 4 и 10 также увеличивают и их групгируют послойно, как например,. в пластине на фиг.7. Для нее слой 3 состоит из стержней 4, а слои 16 - из стержней 10. Слои 3 и 16 расположены симметрично относительно срединной плоскости пластины и дополнительно изолированы друг от друга прокладками 11.Электрический ток подается к клем" мам пластины 1 от источника электро" питания 17 через коммутатор 18 (см Фиг.9), Замыкание электрической цепи осуществляется в коммутаторе 18 по командному сигналу. Сигнал вырабатывается программным устройством 19. по показаниям датчика 20. Датчик 20 размещен на пластине 1.При нагружении пластины 1 распределенной осевой сжимающей нагрузкой замеряется деформация датчиком 20 и сравнивается с заданной предельной величиной в программном устройстве 19. Как только она превысит заданную величину, подается сигнал в комму" татор 18 на замыкание электрической цепи через клеммы 8 и 9. Ток поступает в стержни Ч, Из"за их собственного электрического сопротивле" ния выделяется тепло, которое расходуется на нагревание стержней 4, ВО диапазоне температуре (40-60) С стерж10122нислоя 3 удлиняются "вспоминая" предварительно заданную Форму, и растягивают прилегающие слои 2. Внутренняя энергия дефоРмации растяжения пластины 1. позволяет частично компенсировать работу .внешних .сжимающихсил и этим повысить. несущую способ-.ность пластины на сжатие. При уменьшении нагрузки ниже заданного уровня 1 О коммутатор 18 по сигналуот программного устройства 1 Я отключает электроцепь, стержни М слоя 3 охлаждаются: и принимают исходную длину, В. пластине 1 исчезает деформация растяже ния,В случае действия распределенной осевой растягивающей нагрузки комму; татор 18 включает электрическую цепь через клеммы 1.4 и 15. Теперь ток 75подается в стержни 10, которые уко" рачиваются в диапазонс температур, (10-60)С и вызывают деформацию сжатия пластины 1 (см.варианты на Фиг,5 и 7), Энергия деформации сжатия пластины частично компенсирует работу внешних растягивающих сил и позволяет повысить несущую способность. пластины на растяжение.В такой пластине удается реализовать величину удлинения на поря-,. док большую по сравнению с величиной удлинения слоя в пластине прототипа. Поэтому эффективность этого технического решения для увеличения несущей способности выше.Кроме того, электрическая энергия, подаваемая в слое 3 этой пластины расходуется только на нагревание стержней до 60 С..Лени ед агарина,1 ада тел ьс кий комбинат "Патент", г. Ужгород,Производствен Составитель ТехредЗаказ 4669 Тираж НЙИПИ Государственного комитета по изобретен 113035, Москва, Ж, РаушскаПодписное и открытиям при ГКНТ СССРаб., д. М 5