Производство сэндвич панелей перспективы: Sandwich Foamed Aluminum Panels. Prospects of application — Lepeshkin

Производство сэндвич панелей перспективы: Sandwich Foamed Aluminum Panels. Prospects of application — Lepeshkin

Содержание

перспективы строительного рынка — Ремонт дома

По данным весьма уважаемых изданий, отечественный рынок строительных материалов в ближайшем будущем ожидает перепроизводство сэндвич-панелей. Как сообщает «РБК», в настоящее время на долю производства сэндвич-панелей приходится порядка 15 процентов от общего объёма строительных материалов, поступающих на отечественный рынок. При этом, по мнению многих экспертов, качество данной продукции в подавляющем большинстве «оставляет желать лучшего», к огромному сожалению, отечественные производители сэндвич-панелей используют некачественный, несертифицированный, а часто контрафактный утеплительный материал. В результате, снижается доверие покупателей к данному строительному материалу, которые буквально пару-тройку лет назад считался самым популярным и востребованным на рынке.

Как не ошибиться в выборе сэндвич-панелей

Хартия производителей строительных материалов инициировала проверку всех российских производств, специализирующихся на производстве сэндвич-панелей, по результатам которой будет опубликован рейтинг компаний, продукции которых можно доверять.

Пока же, эксперты призывают проявлять личную бдительность в процессе выбора и покупки сэндвич-панелей отечественного производства, не стесняться требовать у продавца или производителя всю документацию, подтверждающую соответствие качеству использованного в них утеплительного материала. Кроме того, необходимо проверять наличие сертификатов, подтверждающих качество и соответствие существующим требованиям и нормам самого строительного материала.

Где используются сэндвич-панели

До недавних пор сэндвич-панели действительно были одним из самых популярных строительных материалов на российском рынке. Чаще всего использовался такой строительный материал в процессе возведения торговых, развлекательных и спортивных центров, придорожных кафе, ресторанов и мотелей, а также крытых парковок и стоянок. Не редко сэндвич-панели приобретали для строительства частных гаражей для хранения автомобилей, более того, использовался такой материал и для отделки фасадов жилых домов и прочих зданий.

В России увеличивается использование теплоизоляции PIR для производства сэндвич-панелей

30.10.2018 Плиты LOGICPIR SND компании ТЕХНОНИКОЛЬ уже прошли необходимые испытания и сертификацию, что позволяет производителям классических сэндвич-панелей использовать сердечник из теплоизоляции PIR.

Компания ТЕХНОНИКОЛЬ запустила предприятие по производству инновационной теплоизоляции PIR в 2015 году. Направление теплоизоляции на основе пенополиизоцианурата в России динамично развивается. Одним из перспективных сегментов применения плит PIR является производство сэндвич-панелей. По оценкам специалистов компании ТЕХНОНИКОЛЬ и экспертов строительного рынка, доля сэндвич-панелей с применением теплоизоляции PIR стабильно растет. «По данным ассоциации НАППАН, PIR в сэндвич панелях уже занимает 30% от всего объема продаж, а еще каких-то 10 лет назад доля PIR составляла не более 8%. При этом, среднеевропейская доля рынка сэндвич-панелей с PIR теплоизоляцией составляет 80%, и у российского рынка PIR панелей есть ещё очень большие перспективы для роста», — рассказал Павел Бурлаков, руководитель направления «Индустриальные клиенты» СБЕ «Полимерные мембраны и PIR» Корпорации ТЕХНОНИКОЛЬ.

Качество и безопасность теплоизоляции PIR подтверждается необходимыми сертификатами и протоколами результатов испытаний, что позволяет производителям сэндвич-панелей с ее использованием участвовать даже в государственных тендерах. Так, в 2015 году было получено положительное экспертное заключение по результатам санитарно-эпидемиологической экспертизы продукции, проведенной ФГУБЗ «Головной центр гигиены и эпидемиологии Федерального медико-биологического агентства». А в 2018 году получен сертификат соответствия, подтверждающий, что теплоизоляция PIR соответствует требованиям нормативных документов СТО 72746455-3.8-1-2007, ГОСТ Р 56590-2016.

На данный момент производственная компания ТЕХНОНИКОЛЬ выпускает два вида теплоизоляции LOGICPIR SND для сэндвич-панелей – легкосъемную и с облицовкой из кашированной бумаги.

«Сейчас LOGICPIR SND поставляется более 30-ти производителям сэндвич панелей по всей территории России от Владивостока до Белгорода. И число наших партнеров стабильно растет.

Это связано с тем, что за счет высокотехнологичной линии и строгой работы ОТК мы можем гарантировать качество продукции, что обеспечивает самой сэндвич-панели прекрасные теплотехнические свойства, — отметил Павел Бураков. — Из панелей с сердечником LOGICPIR SND уже построены такие объекты, как холодильный склад компании «Промхолод», свинокомплексы в России и Казахстане, а недавно Х5 Retail Group выбрала такие сэндвич-панели для строительства нового логистического комплекса в Новосибирске».



Производство сэндвич панелей в Екатеринбурге и Первоуральске — «Техно-Изол»

Для изготовления стеновых и кровельных сэндвич-панелей, заводом «Техно-Изол» используется современное оборудование, производимое английской фирмой «ISOWALL». Технология изготовления и производственная линия предназначены для получения панелей, соответствующих всем требованиям мировых и отечественных стандартов.

Свойства и характеристики

Мы осуществляем изготовление сэндвич-панели с трехслойной конструкцией для использования в качестве ограждающих конструкций. Для этого используется негорючая базальтовая минеральная вата. С двух сторон они облицованы стальным листом, покрытым специальным полимерным составом, имеющим толщину 0,5-0,7 мм.

Необходимая прочность обеспечивается специальной ориентацией волокон утеплителя. Этому способствует и технология производства сэндвич-панелей с применением двухкомпонентного клея.

Основные этапы производства

На каждом этапе производства продукция подвергается строгому контролю при помощи самых новейших компьютерных технологий, что позволяет получать качественные, безопасные и надежные панели, имеющие длительный эксплуатационный срок.

Высокая производительность линии позволяет изготавливать в течение одной смены до 1000 м2 стеновых и кровельных панелей.

Все изготовленные заводом сэндвич-панели проходят непременную проверку на соответствие ГОСТ 32603-2012 или ТУ 5284-001-76492690-2005 с добавлениями и изменениями от 09.

06.2009 «Панели металлические трехслойные «ИЗОЛ» с минераловатным утеплителем для ограждающих конструкций зданий»

Обратившись к нам,  вы приобретете сэндвич-панели, изготовленные из высококачественных материалов, имеющих высокие теплотехнические и прочностные показатели.

Область применения

Компанией «Техно-Изол» налажено производство сэндвич панелей в Екатеринбурге, Челябинске и Тюмени, которые получили широкое применение при строительстве быстровозводимых зданий, ангаров на основе металлокаркасов. Они могут использоваться в качестве ограждающих конструкций при строительстве зданий из сэндвич-панелей производственного, торгового и складского назначения. Некоторые виды сэндвич панелей, металлоконструкций изготавливаемых на нашем заводе, находят свое применение в помещениях, имеющих сельскохозяйственное назначение, при производстве пищевых продуктов, для эксплуатации в агрессивной среде.

Стоимость сэндвич-панелей

Несмотря на все преимущества изготавливаемых заводом Техно-Изол сэндвич-панелей «ИЗОЛ», цена их достаточно доступна и вполне сравнима с предлагаемыми другими производителями в Российской Федерации.

Кроме того, индивидуальные условия сотрудничества и выполнение полного комплекса работ собственными силами позволяют нам формировать действительно конкурентные предложения для наших заказчиков из любых регионов России.

Производимые сэндвич-панели обладают рядом преимуществ:

  • изготовление ведется с использованием минераловатного утеплителя, что повышает их теплоизоляционные свойства;
  • производство панелей предполагает нанесение на наружные поверхности специального полимерного покрытия;
  • при производстве используются только безопасные материалы, безвредные и соответствующие всем санитарным нормам.

Дополнительно закажите услугу:

Производство металлоконструкций

Дома из сэндвич-панелей: качество или деньги на ветер | Стройматериалы и технологии

Сегодня возвести дом из любого материала не представляет особой проблемы. Но самое удивительное, что построить дом можно за минимальное количество времени. Такая технология возведения домов получила название канадской.

Технология SIP (структурные изоляционные панели, их еще называют сэндвич-панели) появилась в Канаде еще сорок лет назад и лишь недавно дошла до российского потребителя. Однако такая технология уже успела завоевать свою популярность, главным образом из-за своей дешевизны и скорости строения.

Использование сэндвич-панелей дает уникальную возможность возвести дом в считанные недели и заселиться сразу после постройки. Это большой плюс для тех, кто хочет быстрее заселиться в новый дом. Жилые дома из SIP панелей строятся в любое время года, хорошо удерживают тепло зимой и прохладу летом, обладают отличной звукоизоляцией.

Что такое SIP панели

При строительстве дома по канадской технологии используют SIP панели, которые представляют собой трехслойную конструкцию. Изоляционные внешние слои изготавливаются из разного материала – металла, пластика или ДВП. Внутренний представляет собой теплоизоляционный слой, который в зависимости от необходимых задач может быть изготовлен из стекловолокна, минеральной ваты, пеноплиуретана или пенополистирола.


Все три слоя скрепляются методом горячего или холодного прессования.

Наибольшей прочностью отличаются сэндвич панели с металлическим покрытием. Металл более устойчив к внешнему воздействию, обладает отличной звукоизоляцией и устойчив к огню.        

Выбор сэндвич панелей зависит от ваших пожеланий в плане шумо- и теплоизоляции дома. Чем толще внутренняя утепляющая прослойка – тем будет дороже цена панели. Более подробная информация, а также продажа сэндвич-панелей доступна по ссылке.

Плюсы строительства домов из SIP панелей

Теперь давайте разберемся, насколько качественными и оправданными характеристиками обладают дома, возведенные по канадской технологии строительства:

Читайте также
  • самое главное преимущество – скорость строительства. Коробка дома по такой технологии возводится в течение одной – двух недель;
  • хорошие показатели теплоизоляции. Зимой в таком доме не будет холодно, стены отлично прогреваются и удерживают тепло в доме. Летом же наоборот, стены сохраняют внутреннюю прохладу помещений;
  • из предыдущего пункта вытекает следующий плюс – можно сэкономить на отоплении дома;
  • дома из сэндвич-панелей можно возводить в любое время года;
  • стены тоньше, чем при строительстве из кирпича или другого материала. А это добавляет лишнее пространство внутри дома;
  • приступать к отделке внутренних помещений и наружных поверхностей можно сразу после возведения каркаса, а после оформления – заезжать и жить;
  • стены получаются очень ровные и идеально вертикальные;
  • стены обладают хорошей прочностью;
  • нет нужды в специально подготовленном фундаменте;
  • очень легкий монтаж конструкции;
  • легкость материала, и как следствие низкие затраты на транспортировку;
  • самый главный плюс – это низкая и доступная для каждого цена.

Как видно из этого списка, плюсов при строительстве дома с использованием SIP технологии немало. Однако есть и некоторые ограничения.


Минусы использования сэндвич-панелей для строительства
Как и у любого другого материала, у SIP панелей есть и свои минусы:

  • необходимые ограничения на панели, так как конструкция несущая;
  • тщательно проверенное качество сборки. Щели между панели вызовут потерю тепла и звукоизоляции;
  • необходима вентиляция, которая сможет обновлять воздух в помещениях. Дома из сэндвич-панелей отличаются абсолютной герметичностью;
  • недолговечность по сравнению с другими материалами. Все-таки в наших тяжелых климатических условиях срок эксплуатации дома из сэндвич-панелей будет меньше, чем дома из кирпича или бетона.

Любой материал для строительства дома будет иметь плюсы и минусы, выбор «из чего строить» осуществлять только вам, в зависимости от финансовых возможностей и желаемого результата.

Какие дома строят при помощи сэндвич-панелей

Активная популяризация SIP технологии захватывает все большее внимание людей, и на сегодняшний момент многие задумываются о строительство домов по такой технологии.

По канадской технологии можно возводить абсолютно разные сооружения – начиная от гаражей и заканчивая спортивными комплексами и сельхоз сооружениями.

Но наиболее популярный вид постройки – это все-таки возведение жилого дома. Это могут быть небольшие одноэтажные домики или вместительные коттеджи. Ведь стоимость дома по канадской технологии позволяет осуществить наименее затратное строительство.

Популярным видом построек из сэндвич-панелей являются дачи. Намного приятнее иметь на своем участке теплый, уютный и вместительный дом, который можно возвести за один сезон, и наслаждаться отдыхом в нем много лет. При этом загородный домик будет обладать всеми характеристиками полноценной недвижимости.

на строительном рынке в 2021 году поменялся драйвер роста — Статьи — GMK Center

В связи с подорожанием стройматериалов и инфляцией в целом застройщики в 2022 году ожидают замедления динамики

Положение дел в строительной отрасли является одним из ключевых индикаторов состояния экономики. Динамика в строительстве в 2021 году примерно соответствует заявленному росту ВВП страны на 3%. Объем выполненных строительных работ в Украине в 2021 году вырос на 5,1% – до 253,9 млрд грн по сравнению с ростом на 5,6% в 2020-м. Строительная активность была относительно высокой, за традиционным исключением первого квартала. А октябрьский спад был вызван резким ростом цен на энергоносители.

С одной стороны, драйверы отрасли поменялись. В 2021 году общую динамику по отрасли задавал сектор жилищного строительства, тогда как в предыдущем – возведение инфраструктурных сооружений. В частности, рост жилищного строительства составил в 2021 году 16,8% (в 2020 году было падение на 16,5%), сектор нежилого строительство за год подрос на 3,2% (в 2020-м – на 0,3%), строительство инженерных сооружений в минувшем году продемонстрировало рост в 3,1% (в 2020-м – 15,6%).

С другой стороны, показатели строительства жилья «не делают погоду» в общем объеме строительства. К примеру, за январь-октябрь 2021 года отрасль показала рост всего на 0,5%, но значительное увеличение работ в нежилом и инфраструктурном строительстве в декабре вытянуло итоги года для всей отрасли на приемлемые 5%. Статистика декабря свидетельствует о внезапном резком росте объемов работ в дорожном и индустриальном строительстве.

Квартирный вопрос

Рынок жилищного строительства – единственный сегмент строительного рынка, который рос в 2021 году очень высокими темпами.

«Он показывает рекордную активность по количеству новых объектов и по потреблению бетона, основных строительных материалов. Мы это видим как поставщик. В среднем в 2021 году рынок вырос на 20%», – рассказал генеральный директор группы «Ковальская» Сергей Пилипенко в интервью GMK Center.

Впрочем, частично «секрет» высокого роста связан с возобновлением работы разрешительной системы. По словам коммерческого директора компании «Интергал-Буд» Анны Лаевской, практически весь 2020 год Государственная архитектурно-строительная инспекция реформировалась и не функционировала. Это тормозило и ввод домов в эксплуатацию, и выдачу новых разрешений. Соответственно, объекты 2020 года отобразились в статистике 2021 года, когда орган (уже новый – Госинспекция архитектуры и градостроительства) хоть как-то начал работать.

Рост стоимости стройматериалов во втором полугодии привел к увеличению цен на жилье. По данным Госстата, цены на жилье в Украине в 2021 году выросли на 17,7%, в частности, на первичном рынке – на 16,7%, на «вторичке» – на 18,4%. Однако, по мнению Сергея Пилипенко, в 2022 году высокого роста цен на первичном рынке уже не стоит ожидать. Он будет в районе технической коррекции на уровень инфляции – не более 10%.

«В связи с карантинными явлениями, с политическими и экономическими аспектами многие застройщики перенесли старт новых объектов на 2022-2023 гг. Сейчас неясно, что будет с динамикой спроса, как станет разворачиваться ситуация с коронавирусом – будут ли еще какие-то локдауны. Поэтому я думаю, что объем ввода в эксплуатацию и строительства останется на нынешнем уровне. Может быть незначительное увеличение – до 5%», – отмечает Анна Лаевская.

Несмотря ни на что, достаточно стабильный спрос на жилье будет оставаться драйвером рынка и предпосылкой для дальнейшего роста рынка жилищного строительства.

«На сегодня жилье – это высоколиквидное вложение. Пусть говорят, что цены растут, а продажи падают, но людям всё равно нужно где-то жить. Развитие этого сегмента поддерживает в основном внутренний инвестор.  По сути, сейчас остались актуальными два способа хранить деньги: в банке или жилье. Поэтому жилье является, наверное, более понятным и безопасным вложением для конечного потребителя», – считает Богдан Третяк, управляющий партнер компании «АртБудСервис».

Инвестиционная активность

В прошлом году активность наблюдалась во всех сегментах рынках. Активно велось жилищное, нежилое и промышленное строительство, расширилась программа «Большое строительство». Иными словами, в строительстве были активны как частные инвесторы, так и государство в роли заказчика.

По оценкам Андрея Озейчука, директора компании Rauta, в 2021 году деловая активность инвесторов в сфере коммерческой недвижимости в Украине возросла ориентировочно на 15-20%. В свою очередь Сергей Пилипенко оценивает рост рынка промышленного строительства в более чем 35-40% в год.

«Высокая активность наблюдалась в коммерческом и промышленном сегментах: наша компания сейчас закончила проект логистического комплекса в Харькове и будет начинать его вторую очередь, в Киеве проводим реконструкцию завода, заканчиваем проект логистического центра по Одесской трассе, продолжаем очереди строительства логистического комплекса во Львове»,– добавляет Богдан Третяк.

Из коммерческой недвижимости в Украине наиболее инвестиционно привлекательными остаются офисный и складской секторы. По словам Ярослава Горбушко, директора департамента рынков капитала CBRE Ukraine, на снижение привлекательности для инвесторов торгового сегмента повлияли локдауны, когда ТРЦ не работали вообще и функционировали в ограниченном режиме, а также устойчивое развитие e-commerce и дальнейшее формирование у конечного потребителя привычки покупать онлайн.

Коммерческая недвижимость

Ситуация в отдельных сегментах рынка коммерческой недвижимости была такой.

Офисная недвижимость

По данным компании Colliers Ukraine, на начало 2022 года общий объем офисов в Киеве составил 2,3 млн кв. м, из них 155 тыс. кв. м – объем нового предложения. Это меньше, чем ожидалось (200 тыс. кв. м). Но смещение сроков ввода – это обычное явление, особенно в периоды нестабильности. С другой стороны, 155 тыс. кв. м – это столько же, сколько было в 2020-м, и этот уровень является рекордным для рынка за период с 2011 года.

Несмотря на рост нового предложения, на конец 2021 года наблюдалась стабильная средняя вакантность в бизнес-центрах классов А и В – 11,5%. В частности, в прошлом году вакантность более дорогих офисов класса А снизилась с 10,8% до 8,5%, в классе В этот показатель вырос с 11,7% до 12,4%.

По сравнению с 2020 годом стоит отметить умеренный рост арендных ставок на офисные помещения. Самая высокая базовая арендная ставка в месяц за 1 кв. м выросла с $26 в 2020 году до $27 в 2021-м. В классе А нижний уровень арендных ставок вырос с $18 до $20 в месяц за 1 кв. м. Диапазон ставок в классе В изменился с $11-19 до $14-19 в месяц за 1 кв. м в 2021-м.

Несмотря на нервозную обстановку вокруг страны, девелоперская активность на рынке офисной недвижимости Киева остается высокой. При отсутствии глобальных потрясений 2022 год обещает быть результативным. Согласно заявлениям девелоперов, в текущем году к вводу в эксплуатацию запланировано примерно 220 тыс. кв. м офисов.

Торговая недвижимость

Пандемия не критично повлияла на рынок торговой недвижимости и темпы реализации уже запланированных проектов. По данным Colliers Ukraine, новое предложение в 2021 году составило 201 тыс. кв. м, в частности были открыты Respublika Park (арендная площадь – 135 тыс. кв. м), 3-я очередь Blockbuster Mall (50 тыс. кв. м), XIT Mall (9,6 тыс. кв. м) и 2-я очередь ТРЦ Piramida (7,5 тыс. кв. м). По состоянию на конец 2021 года общее предложение качественных торговых помещений составляет 1,78 млн кв. м.

Среди проектов на стадии активной реализации, запуск которых является перспективой ближайших лет, следует выделить ТРЦ Ocean Mall, ТРЦ Lukianivka Mall, МФК White Lines и ТРК April City. Суммарная площадь указанных объектов – 213 тыс. кв. м.

В результате пандемии операторы оптимизировали свои расходы, соответственно, вакантность в некоторых ТРЦ выросла. Не пережили локдаун и вышли из проектов в основном мелкие локальные ритейлеры. К концу 2021 года общий показатель вакантности составил 9,2%.

В прошлом году наблюдался умеренный рост ставки в лучших ТЦ/ТРЦ и снижение арендных ставок на главных торговых улицах. Арендные ставки в лучших ТЦ/ТРЦ города Киева на площади размером 100-200 кв. м выросли с $60 до $62 в месяц за 1 кв. м. Арендные ставки на главных торговых улицах снизились с $65 до $60 в месяц за 1 кв. м.

Складская недвижимость

Несмотря на то, что девелопмент новых складских комплексов пока выходит за рамки привлекательных сроков окупаемости для инвесторов, объем ввода площадей за последние два года превышает суммарный объем за 2015-2019 гг.

По данным Colliers Ukraine, новое предложение на рынке складов составило 110 тыс. кв. м, в частности: логистические комплексы компаний Rozetka (62 тыс. кв. м) и FM Logistic (9,6 тыс. кв. м), а также 2-я очередь комплекса «Макаровский» (14,5 тыс. кв. м).

В 2021 году было заявлено о запуске проектов нескольких крупных комплексов. На этапе строительства и проектирования находятся 600-700 тыс. кв. м складов.

Арендные ставки на складском рынке в прошлом году продолжили рост и достигли 9-летнего максимума – $6 в месяц за 1 кв. м без НДС (класс А).

В последнее время в сегменте складов наблюдалась очень высокая активность инвесторов. В 2021 году компания Dragon Capital закрыла сделку по приобретению одного из самых больших логистических комплексов на рынке – Amtel (100 тыс. кв. м).

Новые настроения

Конец прошлого года и начало текущего негативно повлияли на настроения инвесторов. С одной стороны, с осени 2021 года резко выросли цены на энергоносители и все составляющие строительного процесса. Начало 2022-го принесло геополитические риски. Всё это не могло не повлиять на инвестиционные планы.

«Сегодня мы наблюдаем активный интерес к новому строительству со стороны инвесторов в аграрном, торговом и производственном сегментах. В то же время многие проекты находятся на стадии разработки концепции, а инвесторы ожидают, когда ситуация в Украине станет более прогнозируемой», – подчеркивает Андрей Озейчук.

По словам Богдана Третяка, если стройпроект был начат ранее, в него вложены деньги, арендаторы ждут запуска, то инвестор настроен закончить его любой ценой.

«Если есть выбор – замораживать или продолжать работу над конкретным проектом – всё индивидуально и зависит от целей бизнеса и финансовой ситуации каждого инвестора отдельно. Например, если говорить о производственных задачах, то для тех, кому критически важно проведение модернизации, не будут останавливать реализацию проектов, даже несмотря на рост затрат», – добавляет Богдан Третяк.

Интересно, что настроения инвесторов и реализацию стройпроектов сдерживает не только рост цен, но и дефицит материалов. По словам Андрея Озейчука, отсутствие сырья у производителей также привело к увеличению в 4-6 раз сроков на поставку металлоконструкций, сэндвич-панелей, профнастилов и др. Кроме того, на украинском рынке появился дефицит ряда материалов, например, утеплителя, который в больших объемах вывозят за границу.

Строительные ожидания

Эксперты рынка ожидают, что строительный рынок Украины в 2022 году будет сохранять позитивную динамику, хотя возможно и замедление по сравнению с 2021-м. По мнению Сергея Пилипенко, в инфраструктурном строительстве физические объемы практически не снизятся, а в жилищном – возможен рост около 10%. В денежном выражении, вероятно, цены вырастут еще на 10%, но не более.

«Если 2021 год показал динамику примерно 20% в среднем по строительному рынку и производству строительных материалов, то на этот мы рассчитываем на рост около 10%. Это связано, во-первых, с существенным подорожанием основных материалов, что может повлиять на физические объемы. А во-вторых, рынок, особенно по жилью, близок к насыщению. Наступит определенный баланс между спросом и предложением, и это сбавит темпы роста», – поясняет Сергей Пилипенко.

С учетом высоких геополитических рисков начала года не стоит ожидать массового прихода новых иностранных инвесторов на наш рынок. В 2022 году рынок девелопмента будет развиваться преимущественно за счет внутренних инвесторов и уже работающего в Украине иностранного бизнеса.

«В связи с открытием рынка земли мы видим повышенный интерес со стороны инвесторов из Европы и Ближнего Востока, которые рассматривают значительные инвестиции в рынок недвижимости Украины», – добавляет Андрей Озейчук.

На настроения инвесторов и далее будет влиять рост стоимости энергоресурсов и, как следствие, подорожание материалов, что особенно сильно стало ощущаться с осени. Эксперты рынка ожидают, что рост цен на материалы и затрат на реализацию стройпроектов продолжится.

«Цены на материалы уже выросли в среднем примерно на 20%, стоимость работ (зарплаты) пока не изменилась, но мы видим, что из-за инфляции будет повышение на 20-30%, что будет заложено в финальные сметы. Если есть средства и необходимы модернизация и развитие, то сейчас лучшее время строиться, потому что дешевле уже не будет, – резюмирует Богдан Третяк. – Если есть финансовые ресурсы, то надо сейчас вкладывать в модернизацию и сокращение затрат, так как стоимость тех же энергоресурсов выросла, и низка вероятность, что они резко подешевеют, вернувшись к прежним ценовым уровням».

Как это делается? Производство сэндвич панелей

Технологии производства сэндвич-панелей в зависимости от степени автоматизации

Производство сэндвич-панелей можно условно разделить на два вида. Первый вид — изготовление сборных изделий, включающее несколько технологических операций:

  • резка на требуемые размеры листов облицовки;
  • профилирование листов облицовок;
  • нанесение клеевого состава на лист облицовки;
  • укладка утеплителя;
  • установка второго листа облицовки;
  • нагрев и выдержка панели под давлением в прессовом оборудовании;
  • упаковка.

Существенным недостатком данного вида является высокая трудоемкость вследствие обилия ручных операций, необходимости в дополнительных транспортировочных манипуляциях и простоев. Монтаж сэндвич-панелей из отдельных элементов целесообразен в случаях, когда автоматизированное производство не позволяет добиться требуемой конфигурации изделий.

Второй вид производства сэндвич-панелей — потоковый (непрерывный). При данном способе производства все технологические операции — от разматывания рулона листовой стали до штабелирования и упаковки готовых изделий — осуществляются автоматически при помощи оборудования, объединенного в единую производственную линию. Как результат, существенное сокращение временных затрат обеспечивает и параллельное выполнение некоторых операций.

Следует понимать, что ручной труд высоко ценится лишь в случае производства штучных изделий высокой сложности. Минимизация ручного труда при производстве сэндвич-панелей не только исключает влияние человеческого фактора на качество готовой продукции, но и позволяет производителю устанавливать доступные цены. Однако ошибки при производстве полуавтаматизированным способом также могут значительно ухудшить эксплуатационные характеристики панелей из-за возможности локального ненанесения клея или, наоборот, слишком большое его нанесение, так же возможны зазоры между плитами утеплителя и др.;

Тип утеплителя

Существует немало разновидностей теплоизоляционных материалов, но монтаж сэндвич-панелей подразумевает лишь два способа их объединения с облицовкой:

  • приклеиванием;
  • напылением.

Соответственно, речь идет о твердом утеплителе, поступающем на производство в виде матов или рулонов, и о вспененной изоляции. Качество сэндвич-панелей с сердечником из минеральной ваты или другого твердого утеплителя определяется множеством факторов: от качества клеевого состава до наличия в технологическом процессе операции очистки поверхности облицовки для лучшей адгезии.

Получение вспененного утеплителя, в качестве которого чаще всего используется пенополиизоцианурат (выполненный на основе полиуретана), является весьма ответственным и трудоемким процессом, поскольку требует точного соблюдения дозировки химических компонентов, контроля температуры и т. д. Нередки случаи, когда на поверхности сэндвич-панелей при эксплуатации в условиях эксплуатации появляются вздутия и другие дефекты именно по причине нарушения технологии получения пены и высвобождения пенообразователя.

Еще одним часто встречаемым дефектом является отслоение утеплителя после деформаций панелей из-за разницы в температуре наружной и внутренней облицовки. С изделиями производителей, располагающих новейшим оборудованием и работающих исключительно с качественным сырьем, подобные казусы — большая редкость.

Качественная сэндвич-панель — это материал, строго соответствующий заявленным производителем параметрам. Компания Металл Профиль не только производит изделия, отвечающие самым высоким стандартам качества, но и обеспечивает свою продукцию официальной гарантией, если монтаж сэндвич-панелей был выполнен по рекомендованной технологии.

Сэндвич-панели – обзор

7.6 Сэндвич-панели

Сэндвич-панели все чаще используются в различных инженерных сооружениях, в том числе и в самолетах. По сравнению с металлическими пластинами или композитными ламинатами сэндвич-структуры обладают интересными характеристиками, такими как высокая способность поглощать энергию, высокая жесткость и прочность на изгиб, а также повышенная стабильность (Meo, Morris, Vignjevic, & Marengo, 2003).

Сэндвич-панель состоит из пористого наполнителя с низкой плотностью, т.е.г. соты или пенопласт и две жесткие металлические или композитные поверхности. Сэндвич-панели обычно поглощают энергию удара, используя два различных механизма, а именно локальное смятие и общий изгиб. В режиме локального дробления низкоплотное ядро ​​под точкой удара сильно дробится и поглощает значительные количества энергии за счет пластичности клеточных стенок. В режиме глобального изгиба вся конструкция изгибается и поглощает энергию за счет упругой (или упругой/пластической при сильных ударах) деформации конструкции.Из-за относительно больших расстояний между гранями момент инерции сэндвич-панели относительно высок, что также увеличивает изгибную жесткость сэндвич-панели. Высокая жесткость на изгиб всей сэндвич-панели и высокая гибкость ее материала сердцевины обеспечивают способность сэндвич-структуры к поглощению высокой энергии, которая очень подходит для ударов с высокой энергией, таких как столкновение с птицей. Материал сердцевины должен иметь повышенную прочность на сдвиг, чтобы предотвратить относительное скольжение поверхностей сэндвича при деформации изгиба.Кроме того, материал сердцевины должен иметь некоторую степень жесткости, чтобы обеспечить его плоскостность на границе раздела с оболочкой и избежать образования складок на неповрежденных участках оболочки во время процесса удара (Guida, Marulo, Meo, & Riccio, 2008).

Было проведено несколько исследований для оценки устойчивости к ударам птиц изогнутых сэндвич-панелей, используемых в передних кромках крыла или хвостового оперения или в носовой части самолета, которые будут представлены в следующих разделах. Однако реакция плоских сэндвич-панелей на столкновение с птицами до сих пор широко не изучалась.

Hanssen, Girard, Olovsson, Berstad и Langseth (2006) провели экспериментальные испытания на столкновение с птицами двойных сэндвич-панелей, изготовленных из сердцевины из вспененного алюминия AlSi7Mg0,5 и накладных пластин из алюминия AA2024 T3 толщиной 0,8 мм. Лицевые листы и пенопластовое ядро ​​были смоделированы с использованием, соответственно, элементов оболочки (с 5 точками сечения) и кирпичных элементов в коде LS-DYNA. Чтобы избежать эффекта песочных часов, был активирован контроль песочных часов № 5 (Фланаган-Белычко). Структура сэндвич-панелей была смоделирована с использованием формулы Лагранжа, а птица и окружающий ее воздух были смоделированы с использованием формулы ALE для нескольких материалов.Чтобы получить безопасную сэндвич-панель, было проведено тематическое исследование толщины пенопластового сердечника. Было установлено, что сэндвич-панели с толщиной пенопластовой сердцевины более 125 мм выдерживают проникновение птиц (рис. 7.20).

Рисунок 7.20. Результаты для сэндвич-панелей с пенопластом разной толщины (Hanssen et al. , 2006).

(Перепечатано с разрешения издателя (Elsevier).)

Сэндвич-панели – обзор

14.6.1 Композитные сэндвич-панели

Сэндвич-панели обычно состоят из относительно мягкой сердцевины, зажатой между двумя жесткими внешними листами.Добавление сердечника увеличивает жесткость на изгиб за счет увеличения второго момента площади конструкции без значительного увеличения веса. Таким образом, такие конструкции обладают высокой удельной прочностью и жесткостью, а также акустическими демпфирующими свойствами, что делает их привлекательными материалами для аэрокосмических приложений. Например, 8 % смачиваемой поверхности Боинга 707 основано на сэндвич-структурах, а в самолетах Боинг 757 и 767 эта цифра возросла до 46 % [56]. Кроме того, фюзеляж Boeing 747 в значительной степени основан на сотовых конструкциях Nomex, как и полы, потолок и боковые панели [56].Точно так же Beech Starship признан первым самолетом, полностью состоящим из сэндвичей, в конструкции которого использованы углерод/номекс и арамид/номекс. Сэндвич-конструкции, основанные преимущественно на сотовых заполнителях, также находят широкое применение в стенах багажных отделений, конструкциях, которые потенциально могут подвергаться взрывным нагрузкам от скрытых взрывчатых веществ [57].

Существует огромное количество потенциальных комбинаций лицевого листа и заполнителя, включая изменение геометрии (толщина лицевого листа и заполнителя), материала (смола, армирование, материал заполнителя), склеивания и методов изготовления.Арора и соавт. [58] представляют измерения переходного отклика, полученные в результате взрывных испытаний сэндвич-панелей с лицевым листом из эпоксидной смолы из стекловолокна Е и сердцевиной из полимерной пены (Corecell). Панели считались репрезентативными для полноразмерных панелей, используемых на морском транспорте, с открытой целевой площадью 1,6 × 1,3 м. Панели заряжались путем подрыва 30-килограммовых сфер из ПЭ4 в нескольких метрах от панели. Данные о переходных деформациях и полях смещения были получены с использованием высокоскоростной фотографии и цифровой корреляции изображений [58]. Наблюдалась асимметричная деформация панелей из-за граничной поддержки панелей. Модели конечных элементов были построены с использованием Abaqus, чтобы понять влияние граничных условий на реакцию панели. Повреждение возникло на лицевой стороне за счет образования трещин и сопровождалось локальным расслоением. Также были очевидны растрескивание ядра при сдвиге и межфазное разрушение. Задние лицевые листы не имели видимых разрывов и трещин [58].

Гарднер и др. [59] представили результаты испытаний ударопрочных сэндвич-панелей, содержащих лицевые листы из винилэфирного стекла E и сердцевину из полимерной пены Corecell.Также были проведены испытания панелей со ступенчато изменяемой плотностью сердцевины и с промежуточными слоями из полимочевины. Корреляция цифровых изображений использовалась для захвата динамического отклика панелей. Результаты показали, что сердцевина из полимочевины улучшает характеристики панелей при размещении на задней стороне панели. Наблюдались сжатие сердечника, расслоение лицевого листа и растрескивание сердечника.

Лэнгдон и др. [60] испытали композитные панели из стекловолокна и винилэфира, имеющие массу, эквивалентную сэндвич-панелям, имеющим такой же композит в лицевой панели и сердцевине из пенопласта ПВХ.Хотя винилэфирные полимеры не являются аэрокосмическими смолами, метод исследования и результаты представляют интерес для тех, кто занимается взрывными испытаниями сэндвич-структур для аэрокосмических применений. Панели имели открытую площадь диаметром 200 мм и заряжались путем детонации пластического взрывчатого вещества в непосредственной близости от панелей [60]. Наблюдались расслоение лицевых листов, сжатие сердечника, фрагментация сердечника и разрыв волокна [60], как показано в типичном примере на рис. 14.9. Также было выполнено конечно-элементное моделирование отклика панели.Испытания показали, что в этом конкретном случае гладкие композитные панели обладают превосходной устойчивостью к взрывной нагрузке, поскольку они могут быть подвергнуты взрыву с большей массой заряда без разрушения. КЭ анализ и эксперименты показали, что это произошло из-за более высокой скорости, передаваемой лобовому облицовочному листу во время взрывной нагрузки, что привело к разрушению лицевого листа. Высокие скорости вызвали разрушение волокон в лицевой облицовочной пластине, в результате чего мягкий сердечник подвергся воздействию ударной нагрузки, что привело к фрагментации сердечника.Хотя панели предназначались для использования в морских условиях, в работе подчеркивается как требование тщательного проектирования композитных панелей, так и сложное взаимодействие между геометрическими и материальными свойствами этих конструкционных материалов.

Рисунок 14.9. Фотография поперечного сечения нагруженной взрывом полимерной сэндвич-панели с лицевыми листами из стекловолокна и винилэфира и сердцевиной из вспененного ПВХ (импульс = 19,1 Нс, заряд 10 г ПЭ4) [60].

Ма и др. [61] изучали реакцию на взрыв алюминиевых сотовых сэндвич-панелей на основе обшивки FML из базальтового волокна/алюминиевого сплава. Базальт был выбран из-за его превосходных механических свойств и экологически чистых характеристик. Авторы исследовали несколько конструкций, основанных на различных градуированных конструкциях сотового заполнителя. Было показано, что эти конструкции, армированные натуральным волокном, обеспечивают превосходную взрывостойкость по сравнению с аналогичными панелями, изготовленными с использованием обшивки из алюминиевого сплава. Также было продемонстрировано, что взрывостойкость сэндвич-панелей зависит от геометрических размеров мишени, градации заполнителя, а также интенсивности взрыва.

Хотя большая часть опубликованных работ по реакции сэндвич-панелей на взрыв была сосредоточена на плоских ламинатах, лишь в ограниченном количестве работ изучалось влияние взрывной нагрузки на изогнутые сэндвич-панели [62,63]. Лэнгдон и др. [62] исследовали влияние кривизны и направления нагрузки на взрывную реакцию изогнутых ламинатов из стекловолокна/эпоксидной смолы и сэндвич-панелей. Меньшие уровни импульса передавались, когда выпуклая сторона изогнутых панелей была ориентирована в сторону взрыва. Ламинированные панели продемонстрировали превосходные характеристики по сравнению с сэндвич-панелями эквивалентной массы, поскольку порог разрыва ламинатов был намного выше. Увеличение толщины лицевого листа сэндвич-панелей было рекомендовано, но не исследовано. Ху Фатт и Сириволу [63] разработали аналитическую модель для прогнозирования реакции на взрыв многослойных композитных конструкций с неглубокой оболочкой и двойной кривизной. Здесь уравнения движения Лагранжа использовались для прогнозирования отклика оболочек с изотропным и трансверсально-изотропным упругопластическим ядром.Авторы провели детальное параметрическое исследование, где было показано, что взрывостойкость панелей двойного изгиба увеличивается по мере уменьшения коэффициента кривизны.

С точки зрения аэрокосмической отрасли работа, представленная выше, указывает на важные аспекты использования композитных сэндвич-панелей во взрывостойких приложениях. Некоторыми из важных соображений являются толщина лицевого листа, эквивалентность простых композитных ламинатов, технология покрытия, характеристики поглощения энергии сердцевины и сопротивление расслаиванию композитных лицевых листов.

Экспериментальное и теоретическое исследование сэндвич-панелей со стальными лицевыми листами и сердцевиной из стеклопластика

В этом исследовании была представлена ​​новая форма композитных сэндвич-панелей со стальными пластинами в качестве лицевых листов и связанными пултрузионными полыми квадратными трубами из армированного стекловолокном полимера (GFRP) в качестве сердцевины. В этой новой панели стеклопластик и сталь были оптимально объединены для получения высокой жесткости на изгиб, прочности и хорошей пластичности. Испытание на четырехточечный изгиб было проведено для анализа распределения напряжения, деформации, прогиба в середине пролета и предельного режима разрушения.Метод преобразования сечения был использован для оценки напряжения и среднего прогиба сэндвич-панелей. Теоретические значения, экспериментальные результаты и значения моделирования FEM сравниваются и, как представляется, находятся в хорошем согласии. Было смоделировано влияние толщины стального лицевого листа на прогиб и напряжение в середине пролета. Результаты показали, что прогиб и напряжение в середине пролета уменьшались, а приличная скорость становилась меньше по мере увеличения толщины стального лицевого листа. Была рекомендована наиболее эффективная толщина стального лицевого листа.

1. Введение

В последние годы широко применяются многослойные конструкции. Сэндвич-панель представляет собой типичную конструктивную форму с хорошими конструктивными характеристиками и превосходными преимуществами материала, такими как более высокая прочность, лучшие характеристики при поглощении ударов, а также меньшая плотность по сравнению с традиционными однослойными материалами [1–5]. Во всем мире исследования конструкций металлических сэндвич-панелей ведутся с 1950-х годов, и соответствующие исследования можно найти в публикациях Аллена [6].С помощью экспериментов Дэвис [7] предложил соответствующие формулы расчета прогиба для сэндвич-панелей с металлическим покрытием, а Фростиг и Барух [8] изучили механическое поведение сэндвич-балок, когда верхняя и нижняя лицевые панели были одинаковыми или разными. Финский ученый Франк и др. [9] оценили усталостную прочность стальных сэндвич-панелей, сваренных лазерным стержнем. Реакция трехмерной панели на изгиб анализировалась с использованием метода конечных элементов. Смоделированные значения были сопоставлены с экспериментальными значениями и показали хорошее совпадение.Кембриджский университет [10] разработал тип многослойной балки, состоящей из Y-образной рамы и гофрированного сердечника, которые были изготовлены путем сборки и пайки предварительно согнутых листов из нержавеющей стали AISI типа 304 вместе, и провел эксперименты по трехточечному изгибу для изучения его экстремальной несущей способности и режима разрушения. ; Программное обеспечение с бесконечными элементами также использовалось для моделирования количества материалов сердцевины, толщины материала сердцевины и угла гофрирования, а также для предложения эффективного метода проектирования.Шведские ученые Кольстерс и Зенкерт [11] провели испытание на сжатие сваренных лазером стальных сэндвич-панелей и определили режим разрушения при боковом давлении, предельную несущую способность при боковом давлении и соответствующую кривую деформации для этого типа сэндвич-панелей. Основываясь на теории потери устойчивости панелей, эти авторы также предсказали предельную несущую способность сэндвич-панелей в состоянии бокового давления, и было показано, что их расчетные значения хорошо согласуются с экспериментальными результатами.Swiss Keller [12] и его команда разработали гибридную мостовую балку нового типа и провели ряд исследований, включавших статические испытания, испытания на усталость и теоретические расчеты. Они также использовали легкую древесину в качестве основного материала и стеклопластик в качестве лицевого листа для изготовления многослойных настилов мостов. Хуо и др. [13] обнаружили, что толщина лицевого листа влияет на деформационную пластичность настилов GFFW. Сео и др. [14] представили концепцию гибридизации материалов, увеличивающую модуль упругости стержней из стеклопластика за счет использования стали.Озес и Нешер [15] оценили характеристики адгезионного соединения, и результаты показали, что шероховатость поверхности стали оказывает значительное влияние на характеристики сцепления стали с комбинацией FRP. Металлические листы используются на внешних поверхностях для максимальной жесткости, в то время как внутренние легкие сердечники приклеиваются к ним, чтобы удерживать всю конструкцию вместе; это не согласуется с концепцией, разработанной Mamalis et al. [16]. ASTM [17] сформулировал методы экспериментов по выпучиванию и технические требования к конструкции многослойных сэндвич-панелей.

В настоящее время все еще существует множество недостатков использования стальных листов и многослойных стальных листов, используемых в мостовых балках и кораблях, таких как слишком много необходимых сварных соединений, легкая коррозия и трудности в обслуживании. Он редко подходит для приложений в сложных напряженных состояниях. Полимерные композиционные материалы, армированные волокном, набирают популярность в качестве материалов, которые выбирают для замены изношенных бетонных настилов мостов; Prachasaree et al. смоделировали два разных настила моста FRP с учетом их динамических характеристик.[18]. В этой статье представлена ​​новая композитная сэндвич-панель, состоящая из стальной плиты в качестве верхнего и нижнего облицовочного листа и средней полой квадратной трубы из стеклопластика в качестве сердцевины. Трубы из стеклопластика отливаются вместе со стальным лицевым листом в процессе производства. Этот тип композитных сэндвич-панелей имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными плитами: () можно избежать сварочных работ в процессе производства и уменьшить количество сварочных швов, () панель обладает лучшими противопожарными и антивозрастными характеристиками, так как трубы из стеклопластика защищены стальной лицевой лист, () стальная плита, расположенная на поверхности, проста в обслуживании, и () полая сердцевина из квадратной трубы из стеклопластика может уменьшить работу, необходимую для резервирования различных труб и линий.Он в основном предлагается для применения на кораблях, мостах и ​​в зданиях благодаря легкому весу, высокой прочности, высокой жесткости и хорошей износостойкости. Использование этого типа сэндвич-панелей в качестве настила моста позволяет избежать недостатков низкой жесткости и легкости разделения, которыми обладают цельные композитные настилы моста. Кроме того, применение этого типа сэндвич-панелей в стальных коробчатых фермах позволяет получить меньшую область отрицательных моментов из-за их относительно высокой жесткости. Чтобы изучить поведение на изгиб этой композитной сэндвич-панели из стали и стеклопластика, была проведена серия экспериментальных исследований при четырехточечном изгибе.Предельную изгибающую способность и прогиб в середине пролета рассчитывали методом преобразованного сечения. Аналитическая модель FEM была разработана для прогнозирования предельной способности к изгибу, а также отклонения панелей в середине пролета.

2. Экспериментальная программа
2.1. Подготовка образцов

Образцы, созданные в этом исследовании, состояли из стального лицевого листа, композитного сердечника из армированного стекловолокном пластика (GFRP), который был спрессован в виде полых квадратных ванн. Используйте структурный клей, чтобы соединить трубы из стеклопластика вместе, и заострить сердцевину.Нанесите конструкционный клей на поверхность стальной плиты, приклейте на нее сердечник трубы, поместите другой кусок плиты на сердечник трубы, а затем прижмите. Формованный образец показан на рисунке 1.


Один полый образец из стеклопластика, четыре многослойных образца со стальным лицевым листом и сердцевиной из стеклопластика и один образец с лицевым листом из стеклопластика и сердцевиной из стеклопластика были подготовлены, как показано в таблице 1. Высота материалы сердцевины были все 75  мм, а ширина все 300  мм. Толщина стальных лицевых листов составляла 4, 6, 8 и 10 мм, а лицевого листа из стеклопластика – 6 мм при одинаковой ширине 300 мм.Размеры образцов показаны в таблице 2.

F()-GFRP
образцы
образцы
2
S () — GFRP GFRP Половая трубка (без графического листа)
S()-GFRP Лицевой лист из стали (толщина: 4 мм) + сердцевина из полой трубы из стеклопластика
S()-GFRP Лицевой лист из стали (толщина: 6 06 мм) + 9061 сердцевина из полой трубы из стеклопластика
S()-GFRP Лицевой лист из стали (толщина: 8 мм) + сердцевина из полой трубы из стеклопластика
S()-GFRP Лицевой лист из стали (толщина: 10 мм) + сердцевина из полой трубы из стеклопластика
Лицевой лист из стеклопластика (толщина: 6 мм) + Полая трубчатая сердцевина из стеклопластика

рисунок после него представляет отправляет толщину стального лицевого листа; «F» представляет лицевой лист из стеклопластика, а «GFRP» представляет композитный сердечник трубы.
+
+

Образцы Длина Ширина Толщина facesheet Высота сердечника

S () — GFRP 1800 300 75
S () — GFRP S () — GFRP 1800 300 4 75
S () — GFRP S () — GFRP 18001 300 6 75
S () — GFRP 1800 300 8 75
S () — GFRP
S () — GFRP 1800 300 10 75
F () — Стеклопластик 1800 300 6 75

0 9.2.2. Свойства материала

Прочность на растяжение и модуль Юнга стеклопластика определяли в соответствии со стандартом ASTM D3039/D 3039M-14 [19]. Прочность, модуль и коэффициент Пуассона стальной плиты, плиты из стеклопластика и сердцевины из стеклопластика этой инновационной композитной сэндвич-панели приведены в Таблице 3 соответственно. Таким образом, был сделан вывод, что последовательность из стали и стеклопластика может обеспечить оптимальную структурную жесткость и несущую способность полученной многослойной конфигурации.


Beam Component (PA) (PA) (PA) (PA) (PA) (PA)

Лицевая панель из стеклопластика 0.15 0,15 0,15
GFRP ядро ​​ 0,18 0,18 0,18
Сталь facesheet 0. 31 0.31 0.31 0.31
2.3. Экспериментальная установка и процедура нагружения

Испытание на статический изгиб в 4 точках было проведено на инновационных сэндвич-панелях с различной толщиной стального или стеклопластикового лицевого листа в соответствии со стандартом ASTM C393-00 [17]. В экспериментах в основном оценивались жесткость на изгиб и предел прочности на изгиб сэндвич-панелей различной конфигурации. В экспериментах в этом исследовании использовалась универсальная испытательная машина для приложения статических нагрузок на основе экспериментального метода определения характеристик изгиба многослойной конструкции.Схематическая иллюстрация и установка загрузки, используемые в экспериментах, показаны на рисунках 2 и 3 соответственно.



Образцы в испытаниях на изгиб были названы в соответствии с двумя частями, например, S()-GFRP и F()-GFRP, где первая часть с буквой S (или F) означает, что материал лицевого листа была сталь (или GFRP), число представляет собой толщину слоя в мм, а вторая часть GFRP представляет собой материал сердцевины.

Нагрузка была приложена на расстоянии 250 мм от середины пролета через распорку с помощью универсальной испытательной машины 200 кН со скоростью нагрузки 1 кН/мин.Перед каждым испытанием нагружающие штифты устанавливали так, чтобы они почти касались верхней поверхности многослойного композитного образца. Приложенная нагрузка, смещение и деформации были зарегистрированы с помощью регистратора данных, линейного дифференциального преобразователя (LVDT, производства Mitutoyo Corporation, с точностью до 25 микрометров) и тензодатчиков (MM CEA-06-1250UW-350). Механизмы отказа также контролировались и записывались.

3. Экспериментальные результаты и обсуждение
3.1. Поведение при отказе

Экспериментальное исследование показало, что сэндвич-панели с разными лицевыми листами демонстрируют различное поведение при отказе.Эти различные режимы отказов показаны на рисунках 4–9. Эти результаты испытаний показали, что благодаря поддержке лицевой панели из стали или стеклопластика панели показали лучшую жесткость и несущую способность. Разрушения лицевой панели не произошло. Между тем, удалось избежать локального разрушения сердцевины трубы из стеклопластика в районе точки нагрузки.

Образец SF имел низкую жесткость, так как не имел верхней или нижней облицовки. По мере увеличения нагрузки прогиб также быстро увеличивался. Когда нагрузка была увеличена до 94 кН, стеклопластиковая труба внезапно издала звук разрыва, и на стенке под точками приложения нагрузки появились трещины.При продолжающемся нагружении в стенке между точками нагружения появились трещины, как показано на рис. 4(а), и был слышен значительный треск от стеклопластика, а также появились трещины на лицевой панели между точками нагружения, как показано на рис. 4. (б); эти трещины распространяются на обе стороны образца, как показано на рисунке 4 (с). При сохранении нагрузки нагрузка оставалась стабильной, а прогиб быстро увеличивался.

Верхний и нижний лицевые листы образца S()-GFRP представляли собой стальные листы толщиной 4 мм. По мере увеличения нагрузки прогиб постепенно увеличивался без других значительных явлений. Когда нагрузка увеличилась до 104 кН, раздался «щелкающий» звук. После того, как нагрузка была увеличена до 128 кН, стальная пластина верхнего лицевого листа между точками нагрузки отслаивалась и расслаивалась от композитной трубы квадратного сечения, как показано на рисунке 5(а). При сохранении нагрузки был слышен непрерывный звук разрыва, и в месте пересечения перемычки между точками нагрузки и верхней и нижней лицевой панелью возник разрыв, как показано на рисунке 5(b).

Толщина верхнего и нижнего стальных лицевых листов образца S()-GFRP составляла 6 мм.На начальном этапе загрузки не было отмечено каких-либо значительных явлений. При увеличении нагрузки до 132 кН стали слышны «щелкающие» звуки. По мере увеличения нагрузки звуки можно было слышать постоянно. Когда раздался внезапный громкий звук, полотно отслоилось и отслоилось от нижнего лицевого листа, как показано на рис. 6(а). Паутина с другой стороны также отклеилась от нижнего лицевого листа. При сохранении нагрузки это явление стало более значительным, как показано на рис. 6(б), и образец вышел из строя.

Толщина верхнего и нижнего стальных лицевых листов образца S()-GFRP составляла 8 мм.Поскольку стальная пластина была толще по сравнению с предыдущими испытаниями, этот образец имел высокую жесткость. В процессе загрузки были слышны небольшие звуки. Тем не менее, не было видно никаких значительных или аномальных явлений. Когда нагрузка увеличилась до 148 кН, образец издал небольшой щелкающий звук. При непрерывной нагрузке были слышны небольшие звуки, но видимых трещин не появлялось. Когда нагрузка составляла 152 кН, раздавался громкий звук разрыва, и в то же время нагрузка быстро снижалась до 85 кН.Образец отслоился от нижнего лицевого листа, как показано на рисунке 7 (а). При сохранении нагрузки перемычка с другой стороны образца также отслоилась от нижнего лицевого листа, как показано на рис. 7(b).

Толщина верхнего и нижнего стальных лицевых листов образца S()-GFRP составляла 10 мм. По мере увеличения нагрузки смещение росло медленно. При нагрузке 189 кН образец издавал слабый звук. При увеличении нагрузки стали слышны непрерывные «щелкающие» звуки. Когда нагрузка была увеличена до 204 кН, был слышен значительный звук разрыва.В это время появились трещины в месте пересечения стенки и верхнего лицевого листа, и по мере увеличения нагрузки трещины расширялись вдоль направления волокон, как показано на рис. 8(а). В это время также появились горизонтальные трещины в местах пересечения стенки с другой стороны и лицевых панелей, как показано на рис. 8(b). При увеличении нагрузки до 212 кН раздавался громкий звук, и нагрузка снижалась до 76 кН; в это время среднее ребро образца сломалось, как показано на рисунке 8 (с), что указывало на то, что образец не выдержал.

Верхний и нижний слои образца F()-GFRP представляли собой пластины GFRP толщиной 6  мм. По мере увеличения нагрузки можно было услышать слабые звуки, исходящие от образца. При наблюдении невооруженным глазом никаких аномальных явлений обнаружено не было. Когда нагрузка была увеличена до 180 кН, были слышны треск, но никаких аномальных явлений не наблюдалось. Когда нагрузка была увеличена до 187 кН, можно было услышать еще один значительный треск; Затем были обнаружены трещины в месте пересечения полотна и верхнего лицевого листа, как показано на рис. 9(а).При сохранении нагрузки трещины также появились на стыке стенки и нижнего облицовочного листа и распространились в горизонтальном направлении. Когда нагрузка была увеличена до 191 кН, был слышен сильный звук, и было обнаружено, что среднее ребро образца сломалось, как показано на рисунке 9(b); загрузка в это время была остановлена.

3.2. Влияние толщины стали на свойства панели при изгибе

Анализ кривой нагрузки-прогиба на рисунке 10 показывает, что образцы демонстрировали хорошее соответствие до разрушения.По мере увеличения толщины облицовочных листов прогиб в середине пролета постепенно уменьшался, и уменьшение размаха становилось более очевидным по мере увеличения толщины облицовочного листа. При увеличении толщины лицевого листа с 4 до 10 мм с шагом 2 мм смещения в середине пролета уменьшаются на 8,4%, 15,4% и 11,5% соответственно. Предельная нагрузка образцов также увеличивалась при увеличении толщины лицевых листов. Образец F()-GFRP имел большую жесткость, чем S(0)-GFRP, но его жесткость была значительно меньше по сравнению с образцом со стальным лицевым листом.Адгезионный отказ произошло лицевой панели и сэндвич сердцевины для образцов S()-GFRP, S()-GFRP и S()-GFRP. Этот тип отказа произошел внезапно, чего следует избегать, насколько это возможно, в реальных проектах.


Как показано на рис. 11, сэндвич-панель без лицевого листа показала плохую пластичность, и кривая была почти линейной. С увеличением толщины стальных лицевых листов деформация в середине пролета уменьшалась. Он показал, что деформации верхнего и нижнего стальных лицевых листов распределялись равномерно при умеренных нагрузках, а жесткость системы использовалась полностью.В целом деформации в верхнем и нижнем симметричных положениях нейтральной оси были одинаковыми. Кроме того, во всех образцах на ранней стадии нагружения наблюдался упругий характер распределения деформации.


4. Теоретический анализ

В этом исследовании использовалась теория сэндвич-балки и теория преобразованного сечения в сочетании с методом механики материалов для вывода формулы для напряжения и прогиба в середине пролета сэндвич-панели. Сталь и стеклопластик считаются идеальными эластомерами.Переход между различными материалами является непрерывным, и проскальзыванием между границами раздела пренебрегается.

4.1. Transformed Section Theory

Сэндвич-панели, состоящие из стали и композитных материалов, могут быть преобразованы в секции из того же материала. Для блока стального лицевого листа-стеклопластиковой сердцевины предполагается, что площадь равна , модуль упругости равен , и имеется деформация под действием напряжения . Затем, исходя из эквивалентного условия, что деформация одинакова, а общая сила постоянна, можно использовать единицу стального лицевого листа для описания модуля упругости , напряжения и эквивалентной преобразованной площади сечения сердечника . Схема сечения панели показана на рисунке 12, где и описывают толщины стального листа и сердцевины из стеклопластика соответственно; и цифра 1 указывает на стальную поверхность, а цифра 2 указывает на сердцевину из стеклопластика.


Взяв в качестве примера стальной лицевой лист, поскольку деформация одинакова, предполагается, что коэффициент представляет собой отношение модуля упругости сердцевины к модулю упругости стальной пластины; таким образом,

Исходя из условия, что общая сила постоянна, можно сделать вывод, что

В процессе преобразования сечения требуется, чтобы центр тяжести сечения оставался неизменным до и после преобразования; следовательно, толщина стального листа должна оставаться неизменной, и, таким образом, преобразование площади равно преобразованию ширины (т.e., преобразуется в ):

Теперь можно получить преобразованную ширину. Затем на основе преобразованного сечения (рис. 12) можно рассчитать момент инерции для преобразованного сечения стеклопластика, как показано на рисунке 13.


4.2. Анализ напряжения

На основе распределения деформации, как показано на рисунке 11, предположение о плоском сечении применимо для ранней стадии нагрузки. Полное сечение остается плоским до тех пор, пока образец не достигнет предельного состояния.

Объединяя каждый слой в целом, деформацию можно выразить как где радиус кривой прогиба и расстояние от любой точки до нейтральной точки. Напряжение стального лицевого листа и сердцевины из стеклопластика может быть выражено как где и представляет собой модуль упругости лицевого листа и сердцевины соответственно. Изгибающий момент в поперечном сечении балки получается равным

. Подставьте (4) и (5) в (6) и упростите, где интегральные площади и и и — толщина стального листа и сердцевины из стеклопластика соответственно; ширина луча; и – моменты инерции лицевого листа и сердечника соответственно.

Подставляем (7) в (5), и тогда напряжения для стального лицевого листа и материала заполнителя должны соответственно быть

Упростим формулу, и тогда где — эквивалентный момент инерции поперечного сечения.

Чтобы найти силу сдвига между слоями, сначала решается дифференциальное уравнение равновесия балочного блока: интегральная форма:

Перерезывающие усилия облицовки и заполнителя решаются как где и являются статическими моментами площади преобразованного сечения ниже расчетной точки относительно нейтральной оси.

Напряжение изгиба рассчитывается на основе (10), а изгибающая сила межслоевого сдвига рассчитывается на основе (13). Используя образец S()-GFRP в качестве примера, в этом исследовании для анализа используется внешняя нагрузка 60  кН, поскольку эта теория действительна только в диапазоне линейной упругости, а пластичность часто проявляется в пределе разрушения многослойной балки. На основании расчетов распределение напряжения изгиба и перерезывающей силы сечения многослойной балки показано на рисунке 14.В таблице 4 сравниваются прогнозируемые максимальные растягивающие и сжимающие напряжения с экспериментальными результатами, которые относились к деформации различных компонентов при нагрузке 60  кН. Напряжения на краю области растяжения и сжатия сэндвич-панелей могут быть рассчитаны, а максимальное напряжение растяжения и сжатия может быть получено из значения гомологичной деформации, измеренного в эксперименте. Результат расчетов показывает примерное совпадение с экспериментальными значениями. Относительная погрешность между экспериментальными и аналитическими результатами для образцов со стальным лицевым листом и сердцевиной из стеклопластика не превышает 7.83%. Максимальная относительная погрешность составляет 10,64%, что произошло в образце S(0)-GFRP.

1
⁢Experient Direction ( ε ) ⁢Experient iscred rights (МПа) ⁢ Очередное стресс (MPA) ⁢relative Ошибка (%)
Прочность на сжатие при растяжении на сжатие Прочность на сжатие Прочность на сжатие

S () — GFRP 2998 2985 40. 7728 +40,596 36,85 36,85 10,64 10,16
F () — GFRP 1462 1448 35,3804 35,0416 32,26 32,26 9,67 8,62
S () — GFRP 345 351 67,275 68,445 63,73 63,73 5,56 7,39
S () — GFRP 261 275 50 .895 53,625 49,73 49,73 2,34 7,83
S () — GFRP 211 217 41,145 42,315 40,54 40,54 1,49 4,37
S () — GFRP 167 171 32,565 33,345 32,11 32,11 1,41 3,84

Примечание: относительная погрешность рассчитывается по следующей формуле: (результаты прогнозируемого напряжения — экспериментальное напряжение)/экспериментальное напряжение.
4.3. Анализ прогиба

При расчете прогиба панелей следует учитывать влияние деформации сдвига, поскольку модуль сдвига полого сердечника невелик. Используя теорию деформации сдвига первого порядка, прогиб панелей в середине пролета равен где — расстояние от точки приложения нагрузки до упора; — расстояние между опорами балки; нагрузка; и представляет собой изгибную жесткость, которая может быть получена путем эквивалентного момента инерции с использованием метода преобразованного сечения, умноженного на модуль упругости сердцевины из стеклопластика; является сдвиговой жесткостью.

На основе теории сдвигового смещения классической сэндвич-панели и с учетом реальных условий образцов в этом исследовании, как показано на рисунке 15, сдвиговое смещение можно рассчитать на основе геометрического соотношения [20].


Как видно на рисунке 15, прямая линия становится кривой из-за сдвигового смещения, а точка создает соответствующее смещение. Расстояние можно рассчитать с помощью ; таким образом,

Предполагается, что сердцевина заменена антиплоским материалом сердцевины, модуль сдвига которого равен , а модуль упругости равен .Горизонтальное смещение должно быть выражено как

Эквивалентный модуль сдвига заполнителя может быть получен как [6]

Эквивалентная сдвиговая жесткость сэндвич-панели может быть аппроксимирована как где сумма толщины заполнителя и толщины из одного лицевого листа; толщина сердцевины; толщина лицевого листа; — ширина сэндвич-балки; – площадь поперечного сечения; и – модуль сдвига. Чтобы проверить правильность метода расчета прогиба, сравнение экспериментальных и аналитических результатов для образцов S()-GFRP и S()-GFRP при нагрузке 60  кН показано на рисунках 17 и 18.

5. Моделирование МКЭ
5.1. Моделирование и проверка методом конечных элементов

Модель конечных элементов была доработана для прогнозирования механических характеристик сэндвича с использованием коммерческой программы ANSYS . Модели сэндвич-панелей с различной толщиной лицевого листа были смоделированы с использованием трехмерного линейного анализа методом конечных элементов. Четырехузловые элементы SHELL 181 использовались для моделирования обшивки, а восьмиузловые элементы SOLID 185 использовались для моделирования ядра. Всего было использовано 8100 элементов SHELL 181, так как верхний и нижний стальной лицевой лист был разделен на 4050 элементов соответственно.В то же время для моделирования сердцевины из стеклопластика было использовано 16740 элементов SOLID 185. Каждый материал обладал свойством слоистости с продольным модулем упругости в направлении (), поперечным модулем упругости (), модулем упругости в направлении по глубине (), модулем жесткости при сдвиге () и коэффициентом Пуассона (). Приложенная нагрузка была приложена как четырехточечный изгиб в соответствии с экспериментальной установкой. Решение было получено посредством серии приращений нагрузки. Затем смоделированные результаты сравнивались с экспериментальными и теоретическими значениями. На рис. 16 показана конечно-элементная модель сэндвич-панели со стальным лицевым листом и сердцевиной из стеклопластика.



На основании таблицы 5 результаты КЭ и эксперимента показали хорошее соответствие. Из-за недостатков образцов в эксперименте и других неопределенных факторов значения прогиба середины пролета, полученные экспериментально, были меньше теоретически рассчитанных значений, которые были консервативными; это правдоподобно для структурных проектов. Под действием нагрузки, приложенной в экспериментах, все материалы находились в своей области упругой деформации, и было обнаружено, что тенденции развития кривой нагрузки-перемещения для трех образцов в целом совпадают.Эти результаты показывают, что модель FE может быть использована в качестве подхода к проектированию для оценки характеристик сэндвич-панелей на изгиб.


-10,3 -8,5 -3,2 -13,7
1
8 ⁢ ■8.8 ⁢ ⁢ ⁢0055
Конечные элементы Результаты Экспериментальное значение Относительная ошибка (% ) Результаты конечных элементов Экспериментальное значение Относительная ошибка (%)
1
S () — GFRP 91 104 -12.5 17,82 19,87
F () — GFRP 169 184 -8,1 14,1 15,13 -6,8
S () — GFRP 114 128 -10,9 6,53 7,13
S () — GFRP 129 140 -7,8 5,4 5,72 -5,6
S()-GFRP 171 164 4.3 4,27 4,41
S () — GFRP 197 212 -7,1 3,02 3. 5

Примечание: относительная погрешность рассчитывается по следующей формуле: (результаты метода конечных элементов − экспериментальные результаты)/экспериментальные значения.

При одинаковой нагрузке (60  кН) на образцах S()-GFRP и S()-GFRP в качестве примеров для проверки точности метода преобразованного сечения была исследована упругая стадия каждого образца.Сравнение экспериментальных, теоретических и смоделированных значений смещения середины пролета показано на рисунках 17 и 18. Сравнение численных результатов и результатов анализа с экспериментальными данными показывает, что метод является достаточно точным и является полезным вспомогательным средством для исследовательская работа, дизайн и испытания.

5.2. Параметрический анализ

Моделирование методом конечных элементов композитного сердечника стального лицевого листа, четырехточечного напряжения изгиба конструкции сэндвич-панелей демонстрирует хорошую точность. Поэтому модель бесконечных элементов ANSYS используется для моделирования большего количества параметров характеристик изгиба конструкции, чтобы уменьшить отсутствие дополнительных образцов, что не подходит для расширенных анализов.

Подтвержденный подход к моделированию был затем использован для исследования поведения на изгиб многослойных балок с различной толщиной стального лицевого листа. Предполагается, что общая высота конструкции из композитных сэндвич-панелей со стальным покрытием составляет 95 мм; толщина лицевого листа для моделирования устанавливается равной 0, 1.5, 3, 4,5, 6, 7,5, 9, 10,5 и 12 мм, а нагрузка остается равной 60 кН. Прогиб и напряжение в середине пролета изменялись по мере увеличения толщины облицовки, как показано на рисунках 19 и 20. Прогиб и напряжение в середине пролета уменьшались с увеличением толщины облицовки. Среднепролетный прогиб образца уменьшился на 5,5, 3,7, 3,1, 0,7, 1,3, 0,4, 0,6 и 0,2 мм при увеличении толщины лицевого листа на 1,5 мм с 0 до 12 мм; при этом среднепролетное напряжение уменьшилось на 28. 8, 17,9, 16,9, 6,6, 6,5, 4,1, 5,8 и 1,6 мм. При изменении толщины лицевого листа от 0 до 4,5  мм скорость уменьшения среднего пролета многослойной балки велика; и наоборот, когда толщина лицевого листа увеличивается выше 4,5 мм, скорость уменьшения менее значительна. Это также верно для нормального напряжения панели среднего пролета. Поэтому для сэндвич-балки общей высотой 95 мм наиболее эффективно использовать лицевой лист толщиной 4,5 мм.



6.Выводы

В этом исследовании была представлена ​​инновационная сэндвич-панель из стали и стеклопластика. Были проведены эксперименты для изучения влияния лицевых листов из стали и стеклопластика на общие характеристики конструкции при изгибе. КЭ-моделирование использовалось для параметрического анализа эффективности материала и получения оптимального решения для толщины стального лицевого листа. Из этой работы можно сделать следующие выводы: (1) Адгезия между стальным лицевым листом и сердцевиной из стеклопластика показала удовлетворительные механические характеристики. Использование стального лицевого листа предназначено для защиты сердцевины трубы из стеклопластика и обеспечения хорошей жесткости на изгиб. (2) Увеличение толщины стального лицевого листа может значительно увеличить жесткость на изгиб и предельную нагрузку многослойных балок. Жесткость на изгиб, по-видимому, улучшается, а смещение в середине пролета уменьшается по мере увеличения толщины облицовочного листа. При увеличении толщины лицевого листа с 4 до 10 мм с шагом 2 мм смещения в середине пролета уменьшаются на 8,4%, 15,4% и 11.5% соответственно. (3) Метод преобразованного сечения используется для теоретического расчета сэндвич-панели, а метод механики материалов используется для вывода расчетной формулы для среднего прогиба; показано, что теоретические и экспериментальные значения согласуются. (4) Подход к моделированию КЭ, основанный на свойствах материала и режимах разрушения, полученных в результате экспериментальных исследований, может оценить характеристики изгиба сэндвич-панелей из стали и стеклопластика. Результаты, полученные при моделировании бесконечных элементов, и теоретическое значение почти совпадают, а результат бесконечного элемента незначительно меньше, чем экспериментальное значение, что вызвано недостатком образцов и другими неопределенными факторами.Лицевой лист толщиной 4,5 мм подходит для трехслойной балки общей высотой 95 мм.

Конкурирующие интересы

Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих интересов.

Благодарности

Описанное здесь исследование было поддержано Национальным фондом естественных наук Китая (гранты № 51238003 и 51578285).

3D-лазерное формование сэндвич-панелей из металлической пены | Дж. Мануф. науч. англ.

Из-за большой толщины сэндвич-панелей из пенометалла одной из важных проблем является длина пути лазерного сканирования.Чтобы исследовать влияние длины сканирования, круговой шаблон сканирования, показанный на рис. 15, сравнивали с шаблоном радиального сканирования, показанным на рис. 2 (а). Чтобы обеспечить значимое сравнение, сохранялась постоянная входная энергия. Это было достигнуто путем определения шаблона кругового сканирования таким образом, чтобы общая длина сканирования кругового и радиального шаблонов сканирования была одинаковой для экспериментов с одинаковым размером лазерного пятна. Этому критерию могут удовлетворять несколько шаблонов кругового сканирования с разными интервалами, поэтому единственного решения не существует.В этом разделе были исследованы два шаблона сканирования. Для экспериментальных результатов на рис. 16 и 17, схема на рис. 15 использовалась для условий процесса D = 12 мм и v = 10 мм/с, где радиусы лазера были 2 , R 3 , R 4 ) = (30, 36,5, 43,1, 49,6) миллиметров. При D = 4 мм и v = 30 мм/с сканировалась та же общая площадь, но использовалось большее количество линий лазерного сканирования, расположенных ближе друг к другу с радиусами ( R 1 , R 2 ,…, R 10 ) = (30, 32. 2, 34,4, 36,5, 38,7, 40,9, 43,1, 45,2, 47,4, 49,6) миллиметров. Для численных результатов на рис. 18 и 19, с другой стороны, был проанализирован сценарий, в котором самое большое круговое сканирование находилось всего в 10 мм от края образца. Этот сценарий иллюстрирует несколько моментов, которые можно использовать для объяснения важности длины пути.

Из рис. 16 видно, что шаблон кругового сканирования дает значительно меньший изгиб, чем шаблон радиального сканирования.Выбор шаблона кругового сканирования с большим расстоянием до края образца увеличивает степень изгиба, в то время как большее расстояние уменьшает величину изгиба и даже может вызвать расслоение верхнего лицевого листа.

Для того, чтобы объяснить разницу между деформацией, вызванной круговым и радиальным сканированием при равном подводе энергии, численные результаты из гл. 4.1 сравнивались с численными результатами, полученными с использованием схемы кругового сканирования (рис. 17). В шаблоне сканирования использовались четыре концентрических круга, причем крайний круг находился очень близко к краю образца. В этом моделировании не использовались ограничения симметрии для учета эффектов накопления тепла. Условия процесса были D = 12 мм и v = 10 мм/с, а общая длина сканирования была такой же, как и в радиальной схеме.

Сначала сравнивались распределения температуры, как показано на рис. 18, во время (а) радиального сканирования, (б) кругового сканирования вдали от края образца и (в) кругового сканирования вблизи края образца.Для круговых сканов распределения температуры показаны после трех четвертей оборота. При сравнении сценариев (а) и (б) становится очевидным, что в то время как при радиальном сканировании до нижней поверхности доходит мало тепла, при круговом сканировании до нижней поверхности доходит гораздо больше тепла из-за предварительного нагрева материала. Более того, температурные градиенты более отдалены друг от друга, и имеется более длинный «след», где материал подвергся значительному нагреву. Все эти факторы означают, что градиент температуры при круговом сканировании меньше и что материал, окружающий облученный лазером материал, подвергается большему нагреву.Следовательно, тепловые предпосылки изгибающих механизмов (ТГМ, УМ и МТГМ) не выполняются. Температурные условия еще хуже удовлетворяются, когда круговое сканирование выполняется очень близко к краю (рис. 18(c)). Причина в том, что градиенты становятся еще меньше, а материал, окружающий облучаемую область, подвергается еще большему нагреву.

От того, насколько хорошо соблюдаются тепловые условия механизмов изгиба, зависит, насколько велика пластическая деформация сжатия.Это становится ясно из рис. 17, где максимальная величина пластической деформации значительно ниже, чем в радиальном случае на рис. 6. Рис. 19 подтверждает этот вывод, показывая распределение пластической деформации в поперечном сечении в плоскости yz при центр круглого образца. На рис. 19(а) показано асимметричное распределение пластической деформации, полученное при выполнении внешнего лазерного сканирования. У края образца (левая сторона) как в верхнем лицевом листе, так и в пенопластовой сердцевине развивалась небольшая пластическая деформация сжатия по сравнению со стороной, обращенной к центру образца (правая сторона).Причина в том, что ближе к краю окружающий материал подвергался большему нагреву и термическому размягчению и, следовательно, допускал большее тепловое расширение материала, облученного лазером. Таким образом, меньшая часть термических деформаций в облученном лазером материале перешла в пластические деформации сжатия. Рисунок 19(b) подтверждает, что по мере увеличения расстояния до кромки (от первого до четвертого сканирования) тепловое условие выполняется лучше, и создается более высокая величина пластической деформации сжатия.

Таким образом, было показано, что длина пути сканирования становится более важной для сэндвич-панелей из металлической пены не потому, что она изменяет механизмы изгиба, а потому, что труднее удовлетворить тепловые и механические предпосылки механизмов изгиба. Пути сканирования должны быть как можно короче, особенно для небольших образцов.

Термическое сопротивление изолированных сборных железобетонных сэндвич-панелей | Международный журнал бетонных конструкций и материалов

  • Ахмад, А., Маслехуддин, М., и Аль-Хадрами, Л.М. (2014). Измерение на месте коэффициента теплопередачи и теплового сопротивления полых железобетонных стен из сборного железобетона. Энергетика и здания, 84 , 132–141.

    Артикул Google Scholar

  • Аль-Абиди, А. А., Мат, С. Б., Сопиан, К., Сулейман, М., и Мохаммед, А. Т. (2013). Приложения CFD для хранения тепловой энергии со скрытой теплотой: обзор. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 20 , 353–363.

    Артикул Google Scholar

  • Аль-Аджлан, С.А. (2006). Измерение тепловых свойств изоляционных материалов методом нестационарного плоского источника. Прикладная теплотехника, 26 (17–18), 2184–2191.

    Артикул Google Scholar

  • Амран Ю.М., Фарзадния Н. и Али А.А. (2015). Свойства и области применения пенобетона; Обзор. Строительство и строительные материалы, 101 , 990–1005.

    Артикул Google Scholar

  • Амран, Ю.М., Рашид, Р.С., Хиджази, Ф., Али, А.А., Сафии, Н.А., и Бида, С.М. (2018). Структурные характеристики сэндвич-панелей из сборного пенобетона при осевой нагрузке. KSCE Journal of Civil Engineering, 22 (4), 1179–1192.

    Артикул Google Scholar

  • Справочник ASHRAE.2009. ASHRAE Handbook-Fundamental: SI Editions, Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха. Inc.: Атланта, Джорджия, США. ISBN 9781933742557.

  • ASTM C1363-19. 2019. Подкомитет C16. 30, Стандартный метод испытаний тепловых характеристик строительных материалов и сборок ограждающих конструкций с помощью устройства для нагревания, DOI: https://doi.org/10.1520/C1363-19

  • Bai, F. и Дэвидсон, Дж. С. (2015). Анализ многослойных бетонных конструкций с частично композитной пеноизоляцией. Инженерные сооружения, 91 , 197–209.

    Артикул Google Scholar

  • Бенаюн, А., Самад, А.А., Триха, Д., Али, А.А., и Эллинна, С. (2008). Поведение сборных железобетонных многослойных композитных панелей на изгиб – экспериментальные и теоретические исследования. Строительство и строительные материалы, 22 (4), 580–592.

    Артикул Google Scholar

  • Боафо, Ф., Ким, Дж.-Х., и Ким, Дж.-Т. (2016). Производительность модульной сборной архитектуры: обзор на основе тематического исследования и будущие пути. Экологичность, 8 (6), 558.

    Артикул Google Scholar

  • БС ЕН 206-1:2000. 2001. Британские стандарты, Европейский стандарт: Бетон — часть. 1: Спецификация, производительность, производство и соответствие.

  • Буш, Т. Д., и Стайн, Г. Л. (1994). Поведение сэндвич-панелей из композитного сборного железобетона с неразрезными ферменными соединителями при изгибе. PCI Journal, 39 (2), 112–121.

    Артикул Google Scholar

  • Буш, Т. Д., младший, и Ву, З. (1998). Расчет на изгиб сэндвич-панелей из предварительно напряженного бетона с анкерными соединителями. PCI Journal, 43 (5), 76.

    Статья Google Scholar

  • Карбонари Г., Каваларо С., Кансарио М. и Агуадо А.(2013). Экспериментальное и аналитическое исследование характеристик сжатия сэндвич-панелей из пенополистирола. Materiales De Construcción, 63 (311), 393–402.

    Артикул Google Scholar

  • Чой, К.-Б., Чой, В.-К., Фео, Л., Джанг, С.-Дж., и Юн, Х.-Д. (2015). Поведение изолированных сборных железобетонных сэндвич-панелей при сдвиге в плоскости, армированных гофрированными соединителями из стеклопластика. Композиты, часть B: машиностроение, 79 , 419–429.

    Артикул Google Scholar

  • Chua, SC, & Oh, TH (2011). Зеленый прогресс и перспективы в Малайзии. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15 (6), 2850–2861.

    Артикул Google Scholar

  • Эйнеа, А., Салмон, Д., Фогараси, Г., Калп, Т., и Тадрос, М. (1991). Современная система сборных сэндвич-панелей. PCI Journal, 36 (6), 90–101.

    Артикул Google Scholar

  • Фразао, К., Баррос, Дж., Толедо Филью, Р. , Феррейра, С., и Гонсалвеш, Д. (2018). Разработка сэндвич-панелей на основе фиброцементных композитов из сизаля и легкого фибробетона. Цементные и бетонные композиты, 86 , 206–223.

    Артикул Google Scholar

  • Герлих В., Суловска, К., и Залешак, М. (2013). Валидация COMSOL Multiphysics в качестве программного обеспечения для расчета теплопередачи в зданиях: Валидация программного обеспечения для моделирования зданий. Измерение, 46 (6), 2003–2012 гг.

    Артикул Google Scholar

  • Гервасио, Х., Сантос, П., да Силва, Л.С., и Лопес, А. (2010). Влияние теплоизоляции на энергетический баланс холодногнутых зданий. Усовершенствованная стальная конструкция, 6 (2), 742–766.https://doi.org/10.18057/IJASC.2010.6.2.5

    Статья Google Scholar

  • Грациани Л. , Квальярини Э., Д’Орацио М., Ленчи С. и Скальби А. (2017). Более экологичный способ производства железобетонных сэндвич-панелей на месте и в развивающихся странах. Устойчивое развитие, 9 (3), 472.

    Артикул Google Scholar

  • Хакер, Дж. Н., Де Соллес, Т.П., Минсон, А.Дж., и Холмс, М.Дж. (2008). Воплощенные и эксплуатационные выбросы углекислого газа от жилья: тематическое исследование воздействия тепловой массы и изменения климата. Энергетика и здания, 40 (3), 375–384.

    Артикул Google Scholar

  • Хамед, Э. (2016). Моделирование, анализ и поведение несущих сборных железобетонных сэндвич-панелей. Journal of Structural Engineering, 142 (7), 04016036.

    Артикул Google Scholar

  • Хамед, Э. (2017). Несущая способность сэндвич-панелей из сборного железобетона с диагональными стержневыми соединителями из армированных волокном полимеров. PCI Journal, 62 (4), 34–44. https://doi.org/10.15554/pcij62.4-03

    Статья Google Scholar

  • Ходички К., Сопал Г., Ризкалла С., Хулин Т. и Станг Х.(2014). Экспериментальное и численное исследование механизма сдвига FRP для бетонных сэндвич-панелей. Journal of Composites for Construction, 19 (5), 04014083.

    Статья Google Scholar

  • Джозеф, Дж. Д. Р., Прабакар, Дж., и Алагусундарамурти, П. (2017). Сборные железобетонные многослойные односторонние плиты под изгибающей нагрузкой. Инженерные сооружения, 138 , 447–457.

    Артикул Google Scholar

  • Ким, Дж., & Вы, Ю.-К. (2015). Композитное поведение новой изолированной бетонной многослойной стеновой панели, армированной сетками на сдвиг из стеклопластика: влияние типов изоляции. Материалы, 8 (3), 899–913.

    Артикул Google Scholar

  • Lee, B.-J., & Pessiki, S. 2006. Термическое поведение сборных предварительно напряженных железобетонных многослойных стеновых панелей, Конференция по архитектурному проектированию (AEI) 2006: Building Integration Solutions (стр.1–15).

  • Ли, Б.-Дж., и Пессики, С. (2008). Экспериментальная оценка сборных, предварительно напряженных железобетонных трехслойных стеновых панелей. PCI Journal, 53 (2), 95–115.

    Артикул Google Scholar

  • Менуфи, К., Кастель, А., Наварро, Л., Перес, Г., Бур, Д., и Кабеса, Л. Ф. (2012). Оценка воздействия экспериментальных боксов на окружающую среду с использованием оценки жизненного цикла: основные моменты этапа производства. Applied Energy, 92 , 534–544.

    Артикул Google Scholar

  • Мохамад, Н. , и Мухаммед, Х. М. 2011. Испытание сборных легких сэндвич-панелей из пенобетона с одинарными и двойными симметричными соединителями фермы на сдвиг при внецентренной нагрузке . Передовые исследования материалов (тома 250–253) под редакцией Гуанфан Ли, Юн Хуана и Чаохе Чена, https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.335-336.1107

  • Мохамад, Н., Омар, В., и Абдулла, Р. 2011. Сборные легкие пенобетонные сэндвич-панели (PLFP), испытанные под осевой нагрузкой: предварительные результаты. Advanced Materials Research (тома 250–253) под редакцией Guangfan Li, Yong Huang и Chaohe Chen, 1153–1162, https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.250-253.1153. передовые исследования материалов.

  • Мохамад, Н., и Хассан, Н. 2013. Конструктивные характеристики сборных легких пенобетонных сэндвич-панелей с соединителями ферм с одинарным и двойным сдвигом, подверженных осевой нагрузке. Документ, представленный на конференции Advanced Materials Research. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.634-638.2746

  • Наито, К., Хуманн, Дж., Бикрафт, М., и Бьюик, Б. (2011). Характеристики и характеристики сдвиговых связей для использования в стеновых панелях из сэндвич-панелей из сборного железобетона. Journal of Structural Engineering, 138 (1), 52–61.

    Артикул Google Scholar

  • Перес-Ломбард, Л., Ортис, Дж., и Поут, К. (2008). Обзор информации об энергопотреблении зданий. Энергетика и здания, 40 (3), 394–398.

    Артикул Google Scholar

  • Retzlaff, RC (2009). Зеленые здания и системы оценки зданий: новая область интересов проектировщиков. Журнал литературы по планированию, 24 (1), 3–21.

    Артикул Google Scholar

  • Ройон, Л., Карим, Л., и Бонтемпс, А. (2013). Хранение тепловой энергии и выпуск нового компонента с PCM для интеграции в полы для управления температурой зданий. Энергетика и здания, 63 , 29–35.

    Артикул Google Scholar

  • Салмон, округ Колумбия, Эйнеа, А., Тадрос, М.К., и Калп, Т.Д. (1997). Полномасштабные испытания сборных железобетонных сэндвич-панелей. Структурный журнал ACI, 94 , 239–247.https://doi.org/10.14359/486

    Статья Google Scholar

  • Сартори И., Наполитано А. и Восс К. (2012). Здания с нулевым потреблением энергии: согласованная структура определения. Энергетика и здания, 48 , 220–232.

    Артикул Google Scholar

  • Тейшейра, Н., Томлинсон, Д. Г., и Фам, А. (2016). Сборные железобетонные сэндвич-панели для стен с угловыми болтовыми соединениями, испытанные на изгиб при имитации давления ветра и всасывания. Журнал PCI . https://doi.org/10.15554/pcij61.4-02

    Статья Google Scholar

  • Томлинсон, Д. , и Фам, А. (2014). Экспериментальное исследование сборных железобетонных утепленных сэндвич-панелей с полимерными соединителями, армированными стекловолокном. ACI Structural Journal, 111 (3), 595.

    Статья Google Scholar

  • Томлинсон, Д.и Фам, А. (2016). Аналитический подход к изгибной реакции многослойных бетонных стен с частично композитной изоляцией, используемых для облицовки. Инженерные сооружения, 122 , 251–266.

    Артикул Google Scholar

  • Ван Шейндел, А., Шеллен, Х., и Де Вит, М. (2009). Улучшена работа HVAC для сохранения церковного органа. Строительство и окружающая среда, 44 (1), 156–168.

    Артикул Google Scholar

  • Вольтман, Г., Ноэль, М., и Фам, А. (2017). Экспериментальные и численные исследования тепловых свойств утепленных бетонных сэндвич-панелей со сдвиговыми соединителями из стеклопластика. Энергетика и здания, 145 , 22–31.

    Артикул Google Scholar

  • Чжи, К., и Го, З. (2017). Экспериментальная оценка многослойных стеновых панелей из сборного железобетона с соединителями на сдвиг, армированными сталью, стекловолокном и полимером. Достижения в области проектирования конструкций, 20 (10), 1476–1492.

    Артикул Google Scholar

  • Заявка на патент США на СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОМПОЗИТНОЙ СЭНДВИЧ-ПАНЕЛИ ДЛЯ АВИАЦИОННОЙ ДВИГАТЕЛЯ Заявка на патент (Заявка № 201802

    от 11 октября 2018 г.) ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

    Настоящая заявка является продолжением международной заявки № PCT/FR2016/053303, поданной 9 декабря 2016 г., в которой испрашивается приоритет и преимущество FR 15/62300, поданной 9 декабря 2016 г.14, 2015. Описание вышеуказанных заявок включено в настоящий документ посредством ссылки.

    FIELD

    Настоящее изобретение относится к способу изготовления сэндвич-панели с композитной матрицей, в частности, для силовой установки летательного аппарата.

    УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

    Утверждения в этом разделе просто предоставляют справочную информацию, относящуюся к настоящему раскрытию, и могут не представлять собой предшествующий уровень техники.

    Само по себе известно, что силовая установка летательного аппарата обычно содержит турбореактивный двигатель, размещенный внутри гондолы.

    Гондола, как правило, имеет трубчатую конструкцию, состоящую из воздухозаборника перед турбореактивным двигателем, срединной секции, предназначенной для окружения вентилятора турбореактивного двигателя и его кожуха, и выходной секции, предназначенной для окружения камеры сгорания турбореактивного двигателя и размещение, при необходимости, средств реверса тяги. Он может заканчиваться эжекторным соплом, выходное отверстие которого расположено за турбореактивным двигателем.

    В целях снижения массы и улучшения характеристик, в частности механических характеристик, авиационная промышленность все чаще использует композитные материалы для изготовления конструкционных деталей и/или панелей.

    Такие элементы обычно изготавливаются из наборов волокнистых слоев, встроенных в матрицу из органических или керамических материалов. Эти элементы могут быть монолитными или заключать в себе сердечник из другого материала.

    Это относится, например, к акустическим панелям, используемым для уменьшения шума, создаваемого турбореактивным двигателем, и которыми обычно оснащают несколько частей гондолы и/или турбореактивного двигателя.

    Этими частями гондолы и/или ТРД могут быть, например, внутренняя поверхность пути прохождения воздуха для двухконтурного ТРД, поверхность сопла или выбрасывающего конуса, внутренняя панель воздухозаборника и т. д.

    Такие акустические панели имеют форму сэндвич-панелей, содержащих по меньшей мере ячеистую сердцевину, например сотовую структуру, покрытую перфорированной или акустически пористой наружной оболочкой (называемой акустической оболочкой) и сплошной внутренней оболочкой (называется опорной или структурной обшивкой). Этот набор образует резонатор.

    Обшивка этих панелей может быть изготовлена ​​из композиционного материала, состоящего из набора волокон (наложение волокнистых слоев), встроенных в матрицу органического или керамического происхождения.

    В частности, композиты с керамической матрицей, также известные как «CMC», представляют собой композитные материалы, которые образованы набором обычно керамических волокон, связанных с такой же керамической матрицей.

    Керамические композиты обладают интересными свойствами, в частности, прочностью на растяжение, прочностью на изгиб и устойчивостью к разрыву, термостойкостью и антикоррозионными свойствами.

    Кроме того, керамические композиты представляют собой легкие материалы, плотность которых близка к плотности алюминия.

    Среди керамических композитов известны керамические композиты на основе оксидов (в частности, оксидов алюминия, алюмосиликатов), которые образуют хорошие электрические изоляторы, а также обладают интересной теплоизоляционной способностью, хорошей термостойкостью и хорошей механической усталостной прочностью.

    Хотя керамические композиты имеют много преимуществ, их производство требует деликатного обращения.

    РЕЗЮМЕ

    Настоящее раскрытие обеспечивает способ изготовления, который позволяет производить композитную сэндвич-панель с ячеистой сердцевиной оксидного типа.

    Для этой цели в настоящем изобретении предложен способ изготовления сэндвич-панели из композитного материала с керамической матрицей, причем панель включает сердцевину, образованную множеством ячеек, которые проходят вертикально между первой обшивкой и второй обшивкой, способ отличающийся тем, что он включает по меньшей мере:

    стадию изготовления по меньшей мере первой полосы и второй полосы из нестойкого материала, причем каждая полоса имеет по меньшей мере полость, содержащую последовательность выровненных полуячеек;

    этап облицовки, который включает облицовку по меньшей мере одним волокнистым слоем на полость первой полосы;

    этап сборки первой полосы и второй полосы, который включает соединение полости первой полосы с полостью второй полосы путем захвата указанного волокнистого слоя; и

    этап обрезки, который включает удаление избыточного летучего материала со всех полос, образованных на предыдущем этапе сборки, с тем, чтобы сформировать новую полость, которая образует последовательность выровненных полуячеек, указанные этапы изготовления, облицовки, сборки и обрезки. повторяется, чтобы сформировать ячеистое ядро ​​​​панели.

    Способ согласно настоящему раскрытию позволяет изготавливать керамически-композитную панель, включающую легкий сотовый заполнитель.

    Кроме того, использование полос, изготовленных из летучего материала (в частности, из взаимозаменяемого материала), позволяет «формовать» ячейки сердцевины панели с большой свободой форм, при этом ячейки могут быть, в частности, из шестигранного или круглого сечения.

    В соответствии с другим признаком способ включает стадию закрытия, которая включает драпировку первой и второй обшивок на первой поверхности и второй поверхности соответственно указанной сотовой сердцевины, сформированной во время предыдущих этапов изготовления, подкладки, сборки и обрезки.

    В конце заключительного этапа первая и вторая обшивка спекаются на ячеистой сердцевине для сборки ячеистой сердцевины и упомянутых оболочек для формирования композитной панели.

    Эта функция позволяет механически соединить ячеистую сердцевину с обшивкой, что позволяет передавать силы сдвига между обшивкой и сердцевиной в плоскости обшивки панели.

    Кроме того, каждый волокнистый слой изготовлен из керамических волокон и пропитан суспензией, содержащей порошок металлического или минерального оксида, что позволяет получить керамическую матрицу во время операции спекания.

    Кроме того, способ включает стадию сушки, которую проводят после каждой стадии облицовки и которая включает сушку волокнистого слоя, пропитанного смолой и облицованного соответствующей полосой во время стадии облицовки.

    Согласно другому признаку, на этапе футеровки волокнистый слой футеровывается на полость связанной полосы зубчатым колесом, форма которого дополняет форму указанной полости.

    Зубчатое колесо, зацепляясь с полостью, позволяет футеровать полость волокнистым слоем так, чтобы волокнистый слой принял форму полости.

    Форма колеса дополняет форму полости, что позволяет использовать большое разнообразие форм ячеек.

    Согласно примерному варианту зубчатое колесо представляет собой нагревательное колесо, которое предназначено для одновременного нагрева и сушки волокнистого слоя.

    Согласно примерной форме каждая ячейка сердцевины панели имеет шестиугольную форму.

    Согласно другому примерному варианту каждая ячейка сердцевины панели имеет в основном круглую форму.

    Круглые ячейки позволяют уменьшить напряжения в волокнистых слоях во время операции драпировки и позволяют повысить гибкость, чтобы приспособиться к деформациям при укладке ячеистого сердечника на кожу.

    Согласно примерной форме каждая полоса из нестойкого материала имеет криволинейную форму, так что изготавливаемая панель имеет криволинейную форму.

    Кроме того, каждый волокнистый слой, который образует ячейки панели, имеет, по меньшей мере, первый выступ и второй выступ, которые загнуты с каждой стороны связанной полосы и которые приспособлены для взаимодействия с первой обшивкой и второй обшивкой соответственно.

    Эти выступы обеспечивают механическое соединение с обшивкой для передачи сил между сердцевиной и обшивкой панели.

    Наконец, панель, полученная данным способом, приспособлена для оснащения гондолы двигательной установки летательного аппарата.

    Другие области применения станут очевидными из приведенного здесь описания. Следует понимать, что описание и конкретные примеры предназначены только для целей иллюстрации и не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения.

    ЧЕРТЕЖИ

    Для того чтобы раскрытие могло быть хорошо понято, теперь будут описаны его различные формы, приведенные в качестве примера, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

    РИС.1 представляет собой вид в перспективе, который иллюстрирует первую полосу из нестойкого материала, имеющую первую полость;

    РИС. 2 представляет собой вид в перспективе, который иллюстрирует первую полосу на фиг. 1 на этапе облицовки полости волокнистым слоем;

    РИС. 3 представляет собой вид в перспективе, иллюстрирующий стадию сушки волокнистого слоя;

    РИС. 4 представляет собой вид в перспективе, иллюстрирующий вторую полосу из нестойкого материала, имеющую две полости;

    РИС. 5 представляет собой вид в перспективе, который иллюстрирует этап сборки первой полосы и второй полосы;

    РИС.6 представляет собой вид в перспективе, который иллюстрирует этап обрезки избыточного летучего материала для образования новой полости;

    РИС. 7 представляет собой вид в перспективе, иллюстрирующий ячеистую сердцевину композитной панели;

    РИС. 8 представляет собой вид в перспективе, который иллюстрирует композитную панель, изготовленную в соответствии со способом изготовления согласно настоящему раскрытию;

    РИС. 9 представляет собой вид в перспективе, который иллюстрирует вторую полосу после этапа облицовки в соответствии со вторым вариантом реализации настоящего изобретения;

    РИС. 10 представляет собой вид в перспективе, который иллюстрирует этап сборки второй полосы и третьей полосы в соответствии со вторым вариантом реализации настоящего раскрытия;

    РИС. 11 представляет собой вид в перспективе, который иллюстрирует этап обрезки в соответствии со вторым вариантом реализации настоящего раскрытия;

    РИС. 12 представляет собой вид в перспективе, который иллюстрирует этап сборки комплекта, образованного второй полосой и третьей полосой, на первой полосе в соответствии со вторым вариантом реализации настоящего изобретения;

    РИС.13 представляет собой вид в перспективе, который иллюстрирует этап сборки комплекта, образованного второй полосой и третьей полосой, на первой полосе в соответствии со вторым вариантом реализации настоящего изобретения;

    РИС. 14 представляет собой вид в перспективе, который иллюстрирует этап обрезки в соответствии со вторым вариантом реализации настоящего раскрытия;

    РИС. 15 представляет собой вид в перспективе, иллюстрирующий выступы, образованные волокнистым слоем для образования клеевого лоскута на обшивке панели в соответствии с настоящим изобретением;

    РИС.16 представляет собой вид в перспективе, иллюстрирующий вырезы, сделанные на выступах, показанных на фиг. 15, образованный волокнистым слоем; и

    РИС. 17 представляет собой вид в перспективе, который иллюстрирует вариант сотового ядра, имеющего по существу цилиндрические ячейки в соответствии с настоящим изобретением.

    Чертежи, описанные здесь, предназначены только для целей иллюстрации и никоим образом не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения.

    ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

    Следующее описание носит чисто иллюстративный характер и не предназначено для ограничения настоящего раскрытия, применения или использования.Следует понимать, что на всех чертежах соответствующие ссылочные позиции обозначают одинаковые или соответствующие части и признаки.

    В описании и формуле изобретения следует понимать, что термины «верхний» и «нижний» используются неограничивающим образом по отношению к верхней части и нижней части соответственно панели, показанной на ФИГ. 8.

    Кроме того, для пояснения описания и формулы изобретения продольная, вертикальная и поперечная терминология будет принята неограничивающим образом со ссылкой на трехгранник L, V, T, указанный на фигурах.

    РИС. с 1 по 6 показаны этапы способа изготовления панели 10 из композитного материала с керамической матрицей, показанной на фиг. 8, согласно первому варианту осуществления способа.

    Как показано на РИС. 1, панель 10 включает сердцевину 12 , состоящую из множества ячеек 14 , которые расположены в виде сот и проходят вертикально между первым верхним покрытием 16 и вторым нижним покрытием 18 .

    Способ согласно настоящему раскрытию включает стадию изготовления множества полосок, включая по меньшей мере первую полоску 20 a , показанную на фиг. 1, и вторую полосу 20 b , как показано на ФИГ. 4.

    Для облегчения понимания описания элементы, относящиеся к первой полосе 20 a , обозначены ссылочным номером, за которым следует буква «а», а элементы, относящиеся ко второй полосе 20 b обозначаются ссылочным номером, за которым следует буква «b».

    Каждая полоса 20 20 20 20 20 20 B простирается вдоль продольного направления, каждая полоса 20 A, 20 B Разграничивается поперечно между передней стороной 22 A, 22 22 22 2 B соответственно и задняя сторона 24 24 24 24 24 B соответственно, и каждая полоса 20 A, 20 B Быть разграниченным вертикально между верхняя сторона 26 a, 26 b соответственно и нижняя сторона 28 a , 28 b соответственно.

    Передняя поверхность 22 a первой полосы 20 a образует первую переднюю полость 30 a.

    также, передняя поверхность 22 22 B второй полосы 20 20 B образует первую переднюю полость 30 B и задняя сторона 24 B 20 b образует вторую заднюю полость 31 b , которая смещена в поперечном направлении относительно первой полости 30 b на расстояние, эквивалентное ширине ячейки 14 .

    Обратите внимание, что в этой форме первая полоса 20 a включает только одну полость 30 a , поскольку первая полоса 20 a предназначена для формирования периферийного края сотового ядра. 12 .

    Каждая полость 30 a, 30 b, 31 b имеет щелевидную форму, состоящую из последовательности полуячеек

    7 92 30, расположенных продольно.

    Каждая полоса 20 a, 20 b изготовлена ​​из летучего материала, т.е. из материала, способного исчезать во время фазы спекания при высокой температуре. Согласно одному варианту летучий материал представляет собой заменимый материал, предназначенный для разжижения при определенной температуре.

    Полосы 20 a, 20 b формируются, например, с помощью механической резки, лазера или горячей проволоки.

    После этапа изготовления полос 20 a, 20 b, способ включает этап облицовки, показанный на фиг. 2, который включает облицовку волокнистым слоем 34 или несколькими волокнистыми слоями 34 на первой полости 30 а первой полосы 20 а.

    Волокнистый слой 34 состоит из ткани из керамических волокон, например, оксида алюминия или алюмосиликатных волокон.

    Как показано на РИС. 2, волокнистый слой 34 облицован первой полостью 30 a первой полосы 20 a зубчатым колесом 36 , форма которого дополняет форму первой полости27 91 30 а.

    Для этого зубчатое колесо 36 приводится во вращение вокруг вертикальной оси А, так что зубчатое колесо 36 катится и входит в зацепление с первой полостью 30 a для прижатия волокнистого слоя 34 .

    В соответствии с одним из вариантов волокнистый слой 34 предварительно пропитан суспензией. Суспензия может включать жидкость и порошок оксида алюминия или алюмосиликата в суспензии, которая предназначена для получения матрицы.

    Однако, без каких-либо ограничений, волокнистый слой 34 может быть облицован всухую, и в этом случае волокнистый слой 34 будет пропитан суспензией после этапа облицовки, например, путем разбрызгивания или окунания.

    За этапом облицовки следует этап сушки, показанный на РИС.3, который включает сушку волокнистого слоя 34 с облицовкой на этапе облицовки.

    После этапа сушки способ включает этап сборки первой полосы 20 a и второй полосы 20 b, , который включает блокировку первой полости 30 a первой полосы 20 20

    0 со второй полостью 31 3 B второй полосы 20 20 B , захватывая волокнистый PLY 34 между первой полосой 20 A и вторая полоса 20 b, , как показано на РИС. 5.

    За этапом сборки следует этап обрезки, который включает удаление излишков летучего материала из комплекта, образованного полосами 20 a, 20 b во время предыдущего этапа сборки, чтобы сформировать третья полость 38 , которая образует последовательность полуячеек 40 .

    Как показано на РИС. 6, в конце этапа обрезки вторая полоса 20 a сводится к ряду шестиугольных столбцов 41 , причем каждый столбец 41 образует форму, приспособленную для облицовки волокнистым слоем с образованием сотовый 14 .

    Следует также отметить, что столбцы 41 равномерно разнесены в продольном направлении, чтобы обеспечить запутывание расположенных в шахматном порядке ячеек 14 наподобие сот.

    Этап обрезки выполняется, например, лазером или горячей проволокой.

    Кроме того, за этапом обрезки следует новый этап облицовки (не показан), который включает облицовку волокнистым слоем третьей полости 38 , образованной на предыдущем этапе обрезки, для формирования ряда ячеек 14 , затем третьего полоса собирается на третьей полости 38 , причем эта третья полоса, в свою очередь, обрезается на новом этапе обрезки.

    Этапы облицовки, сборки и обрезки повторяются для формирования ячеек 14 ячеистой сердцевины 12 панели 10 столько раз, чтобы получить желаемый размер панели. Полученное таким образом сотовое ядро ​​ 12 показано на фиг. 7.

    Кроме того, способ включает заключительный этап, который включает в себя наложение первой обшивки 16 на оснастку, размещение первой поверхности 42 сотовой сердцевины 12 на первой обшивке 16 и наложение первой обшивки 16 вторая обшивка 18 на вторую грань 44 сотового ядра 12 . Обе оболочки 16 , 18 изготовлены из керамических волокон, пропитанных раствором для получения ячеистой структуры.

    В конце завершающего этапа первая оболочка 16 и вторая оболочка 18 спекаются на ячеистой сердцевине 12 для сборки ячеистой сердцевины 12 и двух оболочек 16 , 181279, 181279, 181279 , для формирования композитной панели 10 .

    Ранее описанный способ изготовления может быть осуществлен существенно другим способом в соответствии со вторым вариантом осуществления, описанным ниже.

    Согласно второму варианту осуществления, способ включает такие же этапы производства, футеровки и сушки, как и в первом варианте, причем эти этапы ведут к первой полосе 20 a , облицованной волокнистым слоем 34 , как проиллюстрировано на фиг. 3.

    В отличие от первого варианта осуществления, способ по второй форме включает новую стадию футеровки, которая включает футеровку волокнистым слоем 34 или несколькими волокнистыми слоями на первой полости 30 b перед вторая полоса 20 b, , как показано на фиг. 9.

    За этапом облицовки следует этап сушки предварительно облицованного волокнистого слоя 34 .

    На фиг. 10, после этапа сушки способ согласно второму варианту реализации включает первый этап сборки второй полосы 20 b и третьей полосы 20 c, , который включает блокировку первой передней полости 30 B B второй полосы 20 20

    9 B со второй задней полостью 31 C третьей полосы 20 C, , отрывая волокнистый PLY 34 между второй полосой 20 б и третья полоса 20 в.

    Согласно второму варианту реализации за первым этапом сборки следует этап обрезки, показанный на фиг. 11, который включает удаление избыточного летучего материала из комплекта, образованного полосами 20 b, 20 c , во время первого предыдущего этапа сборки, чтобы сформировать новую полость 46 , которая образует последовательность полуячеек 48 .

    Согласно фиг. 12, за вторым этапом сборки следует второй этап сборки, который включает поворот набора, образованного второй полосой 20 a и третьей полосой 20 c, , и сборку этого набора на первой полосе . 20 а, , как показано на РИС.13.

    За третьим этапом сборки следует новый этап обрезки, показанный на РИС. 14, который включает удаление избыточного летучего материала второй полосы 20 b, с образованием новой полости 50 .

    Таким образом, волокнистые слои 34 , выложенные на первой полосе 20 a и на второй полосе 20 b , расположены напротив друг друга и в шахматном порядке, образуя ряд ячеек 14 .

    В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения каждая ячейка 14 , описанная далее, имеет шестиугольную форму.

    Однако способ изготовления согласно настоящему раскрытию позволяет изготавливать ячейки других форм, например ячейки 52 по существу круглого сечения, как показано на ФИГ. 17.

    С этой целью адаптирована форма полостей, образованных полосками из неустойчивых материалов, а также дополнительная форма зубчатого колеса 36 .

    Ячейки 52 по существу круглой формы позволяют уменьшить напряжения в волокнистых слоях во время операции драпировки и позволяют повысить гибкость для компенсации деформаций при размещении сотового сердечника 12 на первой обшивке 16 .

    Кроме того, способ согласно настоящему раскрытию позволяет изготавливать панель 10 формы, то есть панель 10 , которая имеет, например, вогнутую или криволинейную форму.

    Для этой цели верхняя и нижняя стороны каждой полосы 20 a, 20 b, 20 c изготовлены из непрочного материала, так что изготовленная панель имеет криволинейную форму. 10 также имеет изогнутую форму.

    Зубчатое колесо 36 представляет собой нагревательное колесо, предназначенное для нагрева волокнистых слоев 34 , предварительно пропитанных суспензией, и для одновременной сушки волокнистых слоев 34 во время драпировки. шаг.

    В соответствии с примерной формой настоящего раскрытия, показанной на ФИГ. 15, волокнистый слой 34 , выложенный на полосе 20 a , изготовленный из непрочного материала, имеет первый верхний выступ 54 и второй нижний выступ 56 , которые загнуты на верхней поверхности и на нижняя грань соответственно связанной полосы.

    Выступы 54 , 56 в сложенном виде могут значительно увеличить избыточную длину волокнистого слоя 34 по сравнению с летучим материалом, образующим полосы, чтобы обеспечить увеличение контактной поверхности между волокнами волокнистого слоя 34 и волокна обшивки 16 , 18 панели 10 .

    В одной форме выступы 54 , 56 не высушиваются на этапе сушки, чтобы они сохраняли способность к деформации.

    Кроме того, в соответствии с примерной дополнительной формой, показанной на фиг. 16 выступы 54 , 56 срезаны по линии разреза в каждом узловом соединении, чтобы обеспечить деформацию волокнистого слоя 34 для складывания выступов 54 , 56 на летучий материал, образующий связанную полосу.

    Способ согласно настоящему раскрытию особенно подходит для изготовления композитно-сэндвич-панели с керамической матрицей, в частности, на основе оксида, причем панель, полученная данным способом, приспособлена для оснащения гондолы силовой установки летательного аппарата, в частности, для формирования акустической панели, устойчивой к нагреву.

    Настоящее описание настоящего изобретения дано в качестве неограничивающего примера.

    Следует понимать, что этапы способа могут быть выполнены в порядке, существенно отличающемся от порядка, описанного в настоящем описании.

    Описание раскрытия носит исключительно иллюстративный характер, и, таким образом, предполагается, что изменения, не выходящие за рамки существа раскрытия, входят в объем раскрытия. Такие изменения не следует рассматривать как отклонение от духа и объема раскрытия.

    Усиление сэндвич-панелей на основе сот

    Усиление сэндвич-панелей на основе сот

    Сэндвич-панели с сотовым заполнителем представляют собой очень легкий подход к созданию прочных интерьеров подвижного состава и используются для дверей, разделителей перегородок и полов.Многие панели имеют конструктивный компонент для повышения их функциональности, но из-за легкости их конструкции невозможно легко создать крепления, способные выдерживать нагрузки. Местное армирование создается путем заполнения сотовых заполнителей герметиком. Продукция L&L производит легкие, но прочные герметизирующие материалы, обеспечивающие устойчивые точки крепления

    К сожалению, сэндвич-панели на основе сот не всегда имеют размеры, необходимые для конечного применения, и необходимо соединить несколько панелей, сохраняя при этом прочное соединение. Материалы для сращивания L&L Core плавно отверждаются и требуют минимальной последующей обработки.

    Сэндвич-панели на основе сот также требуют надежного закрытия краев. Компания L&L разработала такую ​​технологию, как склеивание двухкомпонентным клеем, при которой материал смешивается с помощью насадки и плавно перекачивается на край панели, где его можно легко сгладить/придать форму и быстро затвердеть. По сравнению с используемым в настоящее время ручным смешиванием таких материалов и их ручным нанесением на края, эта технология является воспроизводимой и приводит к гораздо более быстрому производственному процессу.За счет меньшего количества ручного труда улучшается качество приложения.

    Вся продукция соответствует последним требованиям EN45545 – 2 FST и пламени.

    DECI-TEX

    ® FST

    Воспламенение и распространение огня на железнодорожном транспорте считается одной из наиболее важных проблем проектирования, с которыми приходится иметь дело конструкторам и производителям подвижного состава. Чтобы остановить движущийся поезд и эвакуировать пассажиров, требуется значительное количество времени. Это еще сложнее в туннелях и в метро.По этой причине инженеры-железнодорожники всегда активно ищут материалы, которые не распространяют горение по своей природе, но также способны уменьшить распространение пламени, когда возгорание уже произошло.

    L&L Products разработала легкий, чрезвычайно эффективный огнезащитный слой как часть линейки продуктов DECI-TEX ® FST. Этот продукт представляет собой нетканый слой на волокнистой основе с весом всего 135 г/м 2 , который прошел даже самые строгие требования аэрокосмических испытаний, такие как испытание на сжигание масла.Продукт может быть адаптирован в соответствии с потребностями производителей подвижного состава в отношении звуко- и теплоизоляции с использованием многослойного подхода или путем корректировки высоты и плотности слоев. Он доступен в рулонах большой длины, шириной 2-2,5 метра, а также нарезанный по размеру, и его можно легко формовать в 2D или 3D формах без потери каких-либо свойств.

    Комментариев нет

    Добавить комментарий