ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Конструктивные формы. Особенности работы и расчет из "Прочность устойчивость колебания Том 2 " Трехслойная пластина или оболочка состоит из двух тонких внешних слоев из высокопрочного материала, связанных между собой слоем относительно маложесткого и легкого заполнителя. Назначение заполнителя — обеспечить совместную работу и устойчивость внешних слоев. Внешние слои могут быть одинаковыми или различными по толщине и материалу (использование различных слоев может быть целесообразным при работе панели на продольно-поперечный изгиб, при различном нагреве внешних слоев и т. п.). [c.245] В качестве заполнителя применяют ребристые конструкции — сотовые (рис. [c.245] При надлежащем выборе материалов можно получить панели с определенными радиотехническими, теплоизоляционными, вибрационными и другими характеристиками. [c.245] Расположение внешних слоев на достаточно большом расстоянии одного от другого при соответствующем выборе параметров трехслойной панели и оболочки во многих случаях позволяет создавать конструкции весом, меньшим, чем вес эквивалентных по жесткости панелей со стрингерным подкреплением. [c.245] Особенности работы и связанные с ними особенности расчета трехслойных панелей (по сравнению со сплошными однослойными панелями) определяются тем, что в маложестком легком заполнителе могут возникать деформации, заметно влияющие на работу конструкции. [c.245] В том случае, когда заполнитель трехслойной панели обладает весьма большой жесткостью (что практически не всегда целесообразно, так как может привести к неоправданному утяжелению конструкции), панель работает так, что для нее справедлива гипотеза о прямых нормалях. В этом случае характер работы панели в смысле ее общего искривления не отличается от работы обычной составной панели. Определение прогибов такой панели при общем изгибе и критических нагрузок при общей потере устойчивости можно вести по формулам для однослойной панели, вводя в расчет жесткостные характеристики составных сечений. [c.246] В каждом конкретном случае расчета панели учитывают вид смещений. В одних случаях сильнее влияют смещения сдвига, в других — смещения, связанные с изменением расстояния между внешними слоями. [c.246] при определении критических нагрузок общей устойчивости или прогибов при поперечном изгибе панели весьма важно учитывать взаимные сдвиги внешних слоев. Это легко понять, если вспомнить, что при заполнителе, обладающем нулевой жесткостью сдвига, внешние слои изгибаемой трехслойной панели будут работать независиио и изгибная жесткость панели будет равна сумме жесткостей двух тонких отдельно работающих слоев. [c.246] При проектировании трехслойных панелей, особенно с маложестким заполнителем и тонкими внешними слоями, необходимо илиеть в виду, что сжатые внешние слои таких панелей могут терять устойчивость и отрываться от заполнителя (при некоторых технологических несовершенствах — например, при волнистости внешних слоев — склейка внешних слоев с заполнителем может разрушаться даже до потери устойчивости внешними слоями). При расчете внешних слоев на устойчивость или при расчете заполнителя и его склейки с внешними слоями на прочность, внешние слои следует рассматривать как пластинки на упругом основании (роль основания играет заполнитель). Понятно, что на величину критической нагрузки местной потери устойчивости сильно влияет модуль упругости заполнителя в направлении, нормальном к внешним слоям. При этих расчетах имеет существенное значение учет взаимных смещений внешних слоев, связанных с изменением расстояния между этими слоями. [c.246] Отсюда следует, что, к примеру, заполнитель из пенопласта для трехслойной пластинки, опертой по двум кромкам и работающей на продольное сжатие и изгиб, целесообразно армировать полосками, нормальными к внешним слоям пластинки и расположенными в плоскости изгиба пластины вдоль сжимающей нагрузки. Это определяется тем, что критическая нагрузка сжатия трехслойной пластинки возрастает, а прогибы пластинки уменьшаются с ростом модуля сдвига заполнителя в плоскости изгиба (нормальной к поверхности пластинки и совпадающей с направлением действия нагрузки). При таком армировании возрастают и критические нагрузки местной устойчивости внешних слоев, так как они зависят от модуля нормальной упругости заполнителя в направлении, нормальном к внешним слоям. Аналогичными соображениями руководствуются при выборе других типов заполнителя. [c.247] При расчете трехслойных панелей и оболочек на общую устойчивость и на поперечный и продольно-поперечный изгиб решаются те же задачи, что и при расчете однослойных панелей и оболочек. В случае легких маложестких на сдвиг заполнителей используют приводимые в гл. 10 расчетные формулы, полученные с учетом взаимных смещений внешних слоев вследствие деформации сдвига заполнителя (в случае заполнителей с большой жесткостью сдвига эти формулы переходят в известные формулы для однослойных панелей и оболочек при соответствующих жесткостных характеристиках составных сечений). [c.247] В формулы для расчета панелей и оболочек на общую устойчивость и изгиб входят приведенные упругие параметры заполнителя. В случае сплошного заполнителя из однородного материала — например, из пенопласта — этими приведенными упругими параметрами являются параметры материала заполнителя. Для заполнителей из ребристых конструкций (сотового, типа гофра или складчатого и др.) или из армированного пенопласта приведенные упругие параметры — это параметры эквивалентного в отношении работы панели на общую устойчивость или изгиб сплошного однородного заполнителя. [c.247] Так как трехслойные панели и оболочки образованы из тонкостенных элементов, то элементы панелей рассчитывают, на местную устойчивость по формулам стр. 296—308. [c.247] В некоторых случаях возможно использование панелей, работающих и после того, как отдельные их элементы (например, элементы сот или ребра, армирующие пенопласт) теряют местную устойчивость. В этих случаях расчет (в частности, при определении приведенных упругих параметров) ведут с учетом такой работы элементов. Однако местная потеря устойчивости элементов может привести к исчерпанию несущей способности всей панели. Поэтому, помимо расчета панели на общую устойчивость, проверяют устойчивость, связанную с исчерпанием ее несущей способности при местной потере устойчивости элементами. [c.247] Расчет заполнителя на прочность (стр. 309—311) производят на действие напряжений, возникающих в элементах. Для заполнителя из пенопласта и армированного пенопласта учитывают напрянсения отрыва и сдвига, возникающие по склейке внещних слоев с заполнителем вследствие начальной технологической волнистости внешних слоев и (в случае продольного сжатия панели) начального технологического общего искривления панели. [c.248] Для определенных условий нагружения и опирания панелей при заданных размерах в плане и заданных материале внешних слоев и типе заполнителя существуют оптимальные (с точки зрения весовой отдачи) значения толщин панели и внешних слоев и параметров заполнителя. Определение оптимальных параметров панелей для некоторых случаев расс-мотрено на стр. 311—320. [c.248] Вернуться к основной статье