Сэндвич-панель представляет собой особый класс композиционных материалов , которые изготавливают путем присоединения два тонких , но жесткие шкур легкого , но толстый сердечник. Материал сердечника обычно представляет собой материал с низкой прочностью, но его более высокая толщина обеспечивает многослойный композит с высокой жесткостью на изгиб при общей низкой плотности .
Пенопласты с открытыми и закрытыми ячейками, такие как полиэфирсульфон, поливинилхлорид , полиуретан , полиэтилен или пенополистирол , бальзовое дерево , синтаксические пенопласты и сотовые конструкции , обычно являются основными материалами. Иногда сотовую структуру заполняют другой пеной для дополнительной прочности. Металлическая пена с открытыми и закрытыми порами также может быть использована в качестве материала сердцевины.
В качестве материалов для обшивки широко используются ламинаты из термопластов, армированных стекловолокном или углеродным волокном, или в основном термореактивных полимеров ( ненасыщенные полиэфиры , эпоксидные смолы ...). В некоторых случаях листовой металл также используется в качестве материала обшивки.
Сердечник крепится к обшивке с помощью клея или с металлическими компонентами путем пайки .
История [ править ]
Краткое изложение важных разработок сэндвич-структур приводится ниже. [1]
- 230 г. до н.э. Архимед описывает законы рычагов и способ вычисления плотности.
- 25 г. до н.э. Витрувий сообщает об эффективном использовании материалов в римских стропильных крышах .
- 1493 Леонардо да Винчи обнаруживает соотношение нейтральной оси и отклонения нагрузки при трехточечном изгибе.
- 1570 Palladio представляет ферменно- балочные конструкции с диагональными балками для предотвращения деформаций сдвига .
- 1638 Галилео Галилей описывает эффективность трубок по сравнению со сплошными стержнями.
- 1652 Венделин Шильдкнехт сообщает о многослойных балочных конструкциях с усилением изогнутых деревянных балок.
- 1726 Якоб Леупольд документирует трубчатые мосты с крышами, нагруженными сжатием.
- 1786 г. Виктор Луи использует железные сэндвич-балки в галереях Пале-Рояль в Париже.
- 1802 Жан-Батист Ронделе анализирует и документирует эффект сэндвича в балке с распорками.
- 1820 Альфонс Дюло обнаруживает и публикует момент инерции для многослойных конструкций.
- 1830 Роберт Стефенсон строит локомотив «Планета», используя раму из многослойной балки из дерева, покрытого железом.
- 1940 The de Havilland Mosquito был построен из сэндвич-композитов; сердцевина из бальзама с фанерными шкурками. [2]
Типы сэндвич-конструкций [ править ]
Металлический композитный материал (MCM) представляет собой тип сэндвича, образованного из двух тонких металлических слоев, прикрепленных к пластиковому сердечнику в непрерывном процессе под контролируемым давлением, теплом и напряжением. [3]
В настоящее время переработанная бумага также используется поверх переработанной крафт-сотовой сердцевины с закрытыми ячейками, создавая легкий, прочный и полностью репульпируемый композитный картон. Этот материал используется для таких приложений, как дисплеи в торговых точках, перегородки, перерабатываемая офисная мебель, выставочные стенды и перегородки.
Для крепления различных панелей, помимо прочего, обычно используется переходная зона, которая представляет собой постепенное уменьшение высоты сердечника, пока две оболочки волокна не соприкоснутся. В этом месте можно произвести фиксацию с помощью болтов, заклепок или клея.
Что касается типа сердцевины и способа, которым сердцевина поддерживает обшивки, многослойные конструкции можно разделить на следующие группы: однородно поддерживаемые, локально поддерживаемые, регионально поддерживаемые, однонаправленные, двунаправленные. [4] Последняя группа представлена сотовой структурой, которая из-за оптимального отношения производительности к весу обычно используется в самых требовательных приложениях, включая аэрокосмическую .
Свойства сэндвич-структур [ править ]
Прочность композитного материала во многом зависит от двух факторов:
- Наружные оболочки: если сэндвич поддерживается с обеих сторон, а затем подвергается нагрузке с помощью направленной вниз силы в середине балки, то изгибающий момент вводит в материал поперечные силы. Силы сдвига приводят к растяжению нижней обшивки и сжатию верхней обшивки. Основной материал разделяет эти две оболочки. Чем толще материал сердечника, тем прочнее композит. Этот принцип работает почти так же, как и двутавровая балка . [5]
- Граница раздела между сердцевиной и обшивкой: поскольку напряжения сдвига в композитном материале быстро меняются между сердцевиной и обшивкой, адгезивный слой также испытывает некоторую степень сдвига. Если адгезионная связь между двумя слоями слишком слабая, наиболее вероятным результатом будет расслоение.
Применение сэндвич-конструкций [ править ]
Сэндвич-структуры могут широко использоваться в сэндвич-панелях , эти виды панелей могут быть разных типов, например, сэндвич-панели из FRP, алюминиевые композитные панели и т.д. высокопрочная сотовая панель из стекловолокна и полипропилена в специальной форме с противоскользящим рисунком протектора в процессе вакуумной адсорбции, агглютинации и отверждения при постоянной температуре.
Теория [ править ]
Теория сэндвича [6] [7] описывает поведение балки , пластины или оболочки, состоящей из трех слоев - двух лицевых листов и одного сердечника. Наиболее часто используемая теория сэндвичей является линейной и является расширением теории пучков первого порядка . Теория линейного локального изгиба сэндвича важна для проектирования и анализа сэндвич-плит или сэндвич-панелей , которые используются в строительстве, строительстве транспортных средств, самолетостроении и холодильной технике.
См. Также [ править ]
 | Викискладе есть медиафайлы по теме композитных сот . |
- Сотовые конструкции
- Теория сэндвичей
- Луч Flitch
- Гибка
- Теория пучка
- Композитный материал
- Критерии доходности холма
- Система сэндвич-панелей
- Композитные соты
- Теория пучка Тимошенко
- Теория пластин
- Сэндвич-панели
Ссылки [ править ]
- ^ EconHP Holding - История без Flash /index.php. Архивировано 18 июля 2011 г. на Wayback Machine . Econhp.de. Проверено 6 сентября 2012.
- ^ Катлер, Джон Генри; Коппель, Иван; Либер, Джереми (10 февраля 2006 г.). Понимание конструкции самолета . Blackwell Publishing Limited. п. 14. ISBN 1-4051-2032-0.
- ^ Фланаган, Джим (2007). «Область строительных возможностей, созданная MCM и изолированными металлическими панелями» . Новости металлического строительства . 28 (10).
- ^ «Классификация сэндвич-панелей (по типу сердечника)» . EconCore.com . Проверено 7 октября 2014 .
- ^ Гир, Джеймс М (2004). Механика материалов . Томсон Брукс / Коул. С. 393–463. ISBN 0-534-41793-0.
- ^ Plantema, F, J., 1966, Сэндвич-конструкция: изгиб и изгиб сэндвич-балок, пластин и оболочек , Jon Wiley and Sons, Нью-Йорк.
- ^ Зенкерт, Д., 1995, Введение в сэндвич-строительство , Engineering Materials Advisory Services Ltd, Великобритания.
Внешние ссылки [ править ]
- SandwichPanels.org - информация о структуре композитного сэндвича
- Справочник по Diab Sandwich
- Технология сотового сэндвич-дизайна
- Инженерные деревянные материалы сэндвич-сердечника - Информация о композитной сэндвич-структуре
- [1] -Использование алюминиевых сотовых сэндвич-панелей в качестве поглотителя энергии носовой части высокоскоростного поезда.
