Как крепят сэндвич панели: Дома из сэндвич панелей: виды, технология монтажа

Основные правила монтажа сэндвич-панелей

1. Главная
2. Продукция
3. Основные правила монтажа сэндвич-панелей

ВНИМАНИЕ! Внимательно изучите настоящую инструкцию, монтажные схемы и узлы до начала монтажа. Проверьте наличие всех необходимых комплектующих.

Основные правила монтажа и эксплуатации панелей

1. Чтобы при монтаже добиться положительного результата и придать зданию надлежащий вид, монтажники должны пользоваться соответствующими инструментами и пройти необходимое обучение.
2. Панели следует поднимать осторожно, используя специальные панельные захваты струбцинного типа с использованием страховочной ленты (рис. 1).

Рис. 1 Струбцина

3. 1-ый этап подъема панелей:

Рис. 3/1

Рис. 3/2

• Аккуратно сдвинуть верхнюю панель относительно пакета в одну сторону;
• На выдвинутый край панели закрепить струбцины. Внутренняя поверхность струбцин, соприкасающаяся с панелью, должна быть защищена мягким материалом (пористой резиной).
• Скольжение поверхности одной панели по поверхности другой, опирание на замковую часть во избежании появления царапин и замятия замка, исключить;
• Плавно, без рывков выполнить подъем панели, руками придерживая противоположный край панели (рис. 3/1, 2/2) 

4. Монтаж кровельных панелей осуществляется с помощью двух захватывающих приспособлений и траверсы (рис. 4/1, 4/2).

Рис. 4/1

Рис. 4/2

При монтаже кровельных панелей для создания уклона применять стропы разной длины. Длина чалки зависит от уклона кровли.

5. Если панели складируются на стройплощадке, они ни в коем случае не должны подвергаться воздействию осадков, то есть открытую упаковку следует защищать от влаги. Если монтаж не закончен, края панелей (открытую минеральную вату) следует накрыть, например пленкой.

При монтаже панелей и фасонных элементов используются винты самонарезающие.

Горизонтальный монтаж стеновых панелей

1. На монтаж панели могут поступать полной заводской готовности или требующие доработки. Во втором случае панели необходимо доработать в соответствии с рабочими чертежами (прилагаются):

• На цокольные панели установить нащельники. Нащельники устанавливаются внахлест (~50 мм), крепление их к обшивкам панели производится винтами самонарезающими WSPC-4,2х19 с шагом 200-300 мм. Пространство под нащельником заполняется монтажной пеной.
• При необходимости произвести вырезку под оконные, дверные, воротные проемы. Произвести другую подрезку панелей в соответствии с рабочими чертежами. Подрезку осуществлять на ровной поверхности, вес панели должен распределяться равномерно. 
• При резке панелей необходимо пользоваться ножовкой или дисковой пилой. Чтобы искры от инструментов не повредили поверхность панелей, панель следует защитить картоном. Сначала подрезаются обшивки, а затем утеплитель.
• При необходимости нужно установить закладные крепежные детали (для крепления окон и дверей).  
• На верхние панели устанавливаются нащельники и закрепляются винтами WSPC-4,2х19 с шагом 200 мм. Пространство под нащельником заполняется монтажной пеной.
• Если при рассмотрении рабочих чертежей есть подозрение, что доработка панелей приведет к нарушению прочности самой панели и угрожает её излому при подъеме, то доработку панели осуществлять после её крепления к каркасу здания.

2. Итак, панели подготовлены. Приступаем к монтажу.

• На фундаменте (цоколе) необходимо произвести гидроизоляцию и закрепить горизонтальный опорный элемент для установки первой панели (рис. 2). Необходимо предварительно проверить точность установки опорного элемента: отклонение от плоскостности ±3 мм. Зазор между цоколем и панелью должен составлять не менее 20 мм.

Рис. 2 Установка гидроизоляции и опорного элемента 

• При необходимости (в соответствии с монтажным цокольным узлом) установить слив.
• Привязка панели к крайней оси определена на монтажной схеме и в монтажном угловом узле.  
• На поверхность колонн устанавливается самоклеющаяся уплотнительная лента (толщина определяется в проекте) так, чтобы, уплотнив место крепежа, исключить движение воздуха (Рис. 3).

Рис. 3 Установка уплотнительной ленты.

Первая панель устанавливается на цокольную опору пазом вниз, шипом вверх и крепится к колонне (рис. 4). Ширина опорной поверхности панели должна быть не менее 40 мм, минимальной расстояние крепления от края панели составляет не менее 30 мм, зазор между соседними горизонтальными панелями — 20 мм.

Крепление панелей к колоннам каркаса производится «на прокол» винтами самонарезающими WSW6,3/5,5 с уплотнительной шайбой (к металлическому каркасу), дюбелями (к железобетонным колоннам) с шагом 500 мм (3 шт. на сторону). Длина винта (дюбеля) зависит от толщины панели и задается в проекте.
Обращайте внимание на крепление панели.

Избегайте излишнего затягивания крепежа, поскольку это снижает срок его службы и может повредить панель. Первым признаком слишком сильного затягивания является появление вмятин на поверхности панели. 

Рис. 4 Крепление панели к каркасу.

• В паз наружной обшивки следующей панели наносится герметик (марка герметика задается в проекте). Следующая панель устанавливается пазом вниз на шип нижней панели и крепится к стойкам каркаса.
• Для крепления панелей у оконных, дверных, воротных проемов необходимо установить дополнительные стойки. Крепление и уплотнение места крепежа производится как на основных стойках. Для установки надоконных, наддверных и надворотных панелей ригель должен иметь опорный элемент. Когда монтаж дошел до самой верхней панели, следует проверить, подходит ли в это место панель полной ширины. Для обеспечения безопасности резка панели должна происходить на земле.

Рис. 5 Получение размера доборной панели.

 

После установки всех панелей необходимо тщательно уплотнить все стыки: вертикальные между панелями, вертикальные угловые уплотняются минватой (или другим утеплителем в соответствии с проектом), горизонтальный цокольный, оконные, дверные зазоры по периметру, как правило, заполняются монтажной пеной (рис. 6). При заполнении следует добиваться максимальной плотности, чтобы не было движения воздуха сквозь стыки.

Рис. 6 Уплотнение стыков.

• Наконец устанавливаются фасонные элементы: нащельники и сливы (внутренние и наружные). Установка производится согласно монтажным схемам и узлам. 
• При необходимости производится подрезка и подгонка фасонных элементов. 
• Фасонные элементы устанавливаются с уплотнительной лентой (герметиком), снизу вверх, нахлест ~50 мм, крепятся к панелям винтами самонарезающими WSPC-4,2х19 с шагом 300 мм.

Рис. 7 Установка нащельников.

Вертикальный монтаж стеновых панелей

При вертикальном монтаже рекомендуем осуществлять доработку панелей после их крепления к каркасу, т.к. доработанная панель может потерять свою прочность и сломаться при подъёме. 

Так же при вертикальном монтаже рекомендуем использовать специальную траверсу для подъёма панели из пачки и установки в нужном месте, чтобы при подъёме исключить резкие перемещения панели, которые приводят к повреждениям (надломам).

• Крепление панелей происходит горизонтально к ригелям винтами самонарезающими WSW6,3/5,5 с уплотнительной шайбой (длина винта зависит от толщины панели и задается в проекте).
• Для упрощения монтажа ригели (цокольный, надоконный, дверной, воротный, стыковой) должны иметь опорный элемент для опирания панелей.
• На фундаменте (цоколе) необходимо произвести гидроизоляцию.

Зазор между цоколем и панелью должен составлять не менее 20 мм.
При необходимости (в соответствии с монтажным цокольным узлом) установить слив.

• На ригели установить уплотнительную ленту (толщина ее задается проектом) так, чтобы уплотнить линию крепежа.
• Установить первую панель. 
• Привязка панели к крайней оси определена на монтажной схеме и в монтажном угловом узле. 
• Следует проверить вертикальность установки первой панели. Отклонения не должны быть более ±2 мм. Закрепить панель на ригелях (цокольном, надоконном или подоконном, дверном, стыковом, рядовом, воротном).  
• В паз наружной обшивки следующей панели заложить герметик, установить вторую и все остальные панели, проверять вертикальность установки панелей.
• В стыковых узлах до установки верхней панели при необходимости установить слив.
• После установки всех панелей необходимо тщательно уплотнить все стыки: вертикальные угловые уплотняются минватой (или другим утеплителем в соответствии с проектом), горизонтальный цокольный, оконные, дверные зазоры по периметру, как правило, заполняются монтажной пеной. При заполнении следует добиваться максимальной плотности, чтобы не было движения воздуха сквозь стыки. 
• Наконец устанавливаются фасонные элементы: нащельники и сливы (внутренние и наружные). Установка производится согласно монтажным схемам и узлам. 
• При необходимости производится подрезка и подгонка фасонных элементов. 
• Фасонные элементы устанавливаются с уплотнительной лентой (герметиком), снизу вверх, нахлест ~50 мм, крепятся к панелям винтами самонарезающими WSPC-4,2х19 с шагом 300 мм. Сливы устанавливаются с герметиком.

Монтаж кровельных панелей

1. Для лучшей работы кровельные панели рекомендуется использовать при уклоне кровли ~25º.

2. Крепление кровельных панелей производится на прогонах. Рекомендуемый шаг установки прогонов ~1,5 м.

3. При длине ската >13м возможна стыковка панелей по длине. В этом случае в месте стыка необходимо установить двойной прогон.

4. На монтаж панели могут поступать полной заводской готовности или требующими доработки. Во втором случае панели необходимо доработать в соответствии с рабочими чертежами (прилагаются) и монтажными узлами.

5. Приступаем к монтажу

• На прогоны установить уплотнительную ленту 3х20.
• Установить первую панель. Привязка крайней панели дана в монтажном узле.

Крепление панелей на коньковом прогоне производится винтами самонарезающими WSW6,3/5,5 с уплотнительной шайбой (длина винта зависит от толщины панели), шаг крепления 200 мм.  

• Нижние обшивки кровельных панелей соединяются «в замок», верхние — нахлёстом профлиста.
• При стыковке панелей по длине необходимо у верхней панели подрезать внутреннюю обшивку на 200-250 мм, выбрать утеплитель. 

Замки обеих панелей подрезать согласно рабочим чертежам.
Монтаж начинается с нижней панели: панель укладывается и закрепляется на стыковом прогоне винтами WSS5,5х32 с шагом 100 мм.
Укладывается утеплитель (монтажная пена). Затем укладывается верхняя панель
В месте стыка закладывается герметик «Абрис ЛБ» 2х20. Затем укладывается следующая пара панелей.

• После укладки всех кровельных панелей необходимо тщательно уплотнить все стыки. 

Установить нащельники (в соответствии с монтажными узлами) с уплотнительной лентой (герметиком). Нащельники устанавливаются внахлест ~50 мм, коньковый ~100 мм. Крепление нащельников производится винтами самонарезающими WSPC4,2х19 с шагом 300 мм.
При установке карнизных и торцовых нащельников необходимо прорезать утеплитель под верхней обшивкой ~50мм и нащельник подвести под обшивку.

Техническое обслуживание, осуществляемое в течение всего эксплутационного периода. В течение всего эксплуатационного периода необходимо соблюдать следующие требования:

1. Недопустимо превышать степень агрессивности внутренней среды.
2. Необходимо ежегодно проводить осмотры и осуществлять своевременный ремонт конструкций.
3. Недопустимо крепить к конструкциям панелей оборудование, инженерные системы и т.п. в местах, не предусмотренных рабочей документацией.
4. Недопустимо превышение расчетных снеговых нагрузок. Важно регулярно убирать снег с крыши здания.
5. Недопустимо хождение по панелям. Для передвижения использовать деревянные настилы или щиты. Клеёная кровля является «неэксплуатируемой».

 

Рекомендации по монтажу сэндвич-панелей: особенности и технология монтажа

Разрешающим фактором для начала монтажа конструкций из сэндвич-панелей является наличие проектно-монтажной документации, которая включает в себя следующие нормативные акты:

1. Схема раскладки элементов. В схеме должна быть отображена классификация и тип сэндвич-панелей (кровельные и стеновые), их количество, а также размерные характеристики и тип профилирования. Кроме этого указывается производитель, чья продукция используется на данном объекте.
2. Общее описание метода, применяемого для крепления стеновых и кровельных элементов к несущим конструкциям, количество крепежных элементов и соединений.
3. Детальное описание с подробными схемами наиболее важных монтажных узлов с указанием особенностей выполнения этого монтажного узла.
4. Чертежи и схемы со спецификой монтажа дополнительных элементов отделки, а также архитектурных форм.
5. Смета с расчетным расходом гидроизоляции и уплотнительных элементов.
6. Руководство и схемы по монтажу панелей.
7. Руководство по ТБ при выполнении монтажа сэндвич-панелей.

Разработкой необходимой для осуществления монтажа сэндвич-панелей документации должны заниматься только специализированные организации, имеющие опыт подобных расчетов. Непосредственно монтаж панелей проводится специалистами с необходимой квалификацией и опытом монтажа быстровозводимых конструкций.

При разработке проекта и расчете необходимых характеристик панелей учитываются погодные особенности региона: длительность и величина снеговой нагрузки, интенсивность и направление ветра, средние температурные и влажностные значения, так как погодные условия влияют на прочность и долговечность панелей.

Важно! После утверждения проекта и получения сэндвич-панелей, необходимо убедиться в соответствии поставленных изделий  проектной документации, а также проверить ровность и плоскость несущего каркаса.

При обнаружении отклонений в плоскости несущих поверхностей, их необходимо устранить при помощи дополнительных каркасных элементов. Если прямолинейность каркаса не будет выдержана, это негативно скажется скорости монтажного процесса и общем качестве сборки. Также нужно провести обследование металлических несущих элементов, а при необходимости выполнить восстановление их антикоррозионного покрытия.Еще один аспект, подлежащий проверке и тщательному контролю –соответствие размеров и ровность цоколя.

Во время монтажа торцы панелей очищаются от загрязнений, в том числе, возможных, при этом необходимо следить, чтобы они не подвергались увлажнению. Герметизация стыковочных соединений выполняется сразу после фиксации панелей.

Как поднимать панельные элементы

При подъемных работах применяются 3 различных вида грузоподъемных механизмов:

1. Для вертикального подъема панелей необходим механический захват. Для его установки в панели просверливаются отверстия, в которые затем вставляются штифты.
2. Механические захваты, вставляемые в замок панели. Этот способ подходит для горизонтального подъема панелей.
3. Специальные вакуумные монтажные присоски. Этот вариант подъемного приспособления подходят для любого варианта монтажа.

Поднимать панели из лежачего положения запрещено, так как при подъеме они могут деформироваться, после чего замки перестанут совпадать. Перед тем, как устанавливать на панель подъемный механизм, она вручную устанавливается на специальные прокладки, которые помещаются под замок и препятствуют его деформации.

Важно! Панели стыкуются в строгой вертикальной плоскости, так как при соединении даже под небольшим углом возрастает риск деформации замковых пазов.

Отверстия, остающиеся после подъема панелей вертикальным методом, закрывают фасонными элементами или используют для установки крепежа.

Если монтаж производится горизонтально, рекомендуется использование двух захватов. Их располагают по оба края замка, что позволяет избежать механических повреждений и деформации пазов и самой панели.

При использовании вакуумных присосок на месте их расположения необходимо снять защитную пленку, чтобы обеспечить максимальное сцепление с металлической поверхностью.

Чтобы исключить обрушение панели во время ее подъема, применяются страховочные текстильные ремни. Они обхватывают панель снизу и при обрыве захвата удерживают ее. Страховка снимается непосредственно перед установкой панели на ее место: в этот момент элемент удерживается лишь подъемным приспособлением.

Резка и сверление панелей во время монтажа

Если во время монтажа возникает необходимость разрезать сэндвич-панель, используют исключительно холодный метод: циркуляционная пила, электролобзик. Для резки элементов запрещается использовать газовые резаки, шлифмашины и другие способы и приспособления, вызывающие нагрев и повреждение металлической части панели, так как это вызывает разрушение антикоррозионного покрытия.

Для выполнения небольшого реза целесообразно использовать ножницы по металлу: электрические или ручные. В этом случае металлические листы, представляющие обшивку панели, разрезаются по очереди.

Чтобы исключить повреждение антикоррозионного покрытия, металлическая стружка удаляется сразу после выполнения реза или просверливания отверстия.

Маркировка на панели наносится краской или маркером: использовать острые предметы и специально царапать обшивку запрещено!

Выполнение крепления

Сэндвич-панели к опорной конструкции крепятся насквозь при помощи подходящих метизов. Необходимый инструмент: дрель и шуруповерт. К стальным и деревянным несущим элементам панели крепятся самонарезающими крепежными элементами с пресс-шайбой. К бетонным основаниям крепление осуществляется с предварительным просверливанием отверстия и установкой в него дюбеля, а фиксация осуществляется саморезами.

Если в качестве метизов используются саморезы из закаленной стали, то под головку самореза необходимо подкладывать шайбу с эластичным уплотнителем.

При выборе метизов учитывается не только материал несущей конструкции, но и толщина панели.

Обратите внимание! Минимальное расстояние от края панели и точки крепления составляет 50 мм!

Еще один важный момент: все метизы должны быть вкручены строго под углом в 90° относительно лицевой части панели. Даже незначительное отклонение при вкручивании самореза считается браком: такая точка фиксация должна быть переделана.

Кроме этого, индикатором правильности выполнения крепления служит уплотняющая шайба: она должна плотно прилегать к поверхности, но не быть вогнутой. На рисунке приведены примеры правильной и неправильной посадки саморезов.

Перед тем, как начать монтаж и фиксацию панелей, с замков и точек фиксации снимается защитная пленка. Полное удаление пленки производится после окончания монтажа.

Расчет количества крепежных элементов

Необходимое количество точек крепления и крепежных элементов определяется проектом. При этом учитываются следующие факторы:

• Ветровые нагрузки, зависящие от региона и высоты строения.
• Тип и назначение объекта.
• Расположение сэндвич-панели: кровля или фасад, крайний ряд или элемент расположен в середине обшивки здания.
• Цвет лицевой обшивки панелей.

В таблице ниже приведены расчетные данные и схема расположения саморезов для монтажа сэндвич-панелей с утеплителем из минваты толщиной 120 мм при возведении зданий высотой до 10 м в московском регионе, который относится к 1 группе по ветровым нагрузкам.

Обратите внимание! В рассматриваемом примере панели монтируются горизонтально и используются как однопролетные балки. Если количество пролетов будет увеличено, то необходимое количество точек крепления для панелей той же длины будет другим. Поэтому расчет количества креплений для каждого проекта производится индивидуально.

Опорные конструкции

Один из важнейших аспектов правильного и качественного монтажа сэндвич-панелей – ровность опорных конструкций, которые должны находиться в одной плоскости. Максимальное расстояние между опорами для панелей определяется проектом. При расчете количества опор для панелей учитываются следующие аспекты:

• Вес, тип и толщина панелей.
• Ветровая нагрузка на стеновые элементы.
• Снеговая нагрузка на кровельные панели.
• Тип возводимого строения.
• Количество пролетов.
• Цвет панелей.

Кроме количества опор, рассчитывается их ширина, которая зависит от материала изготовления. В таблице приведены минимальные значения ширины для различных опор под сэндвич-панели.

Вне зависимости от материала опор, перед монтажом панелей на них наклеивается уплотнительная лента толщиной 2–4 мм на самоклеющейся основе.

Как крепить сэндвич-панели к бетону и металлу, самонарезающие винты

Основа быстромонтируемого здания (БМЗ) – прочный каркас из металла или железобетона. Поверх него монтируются ограждающие конструкции (ОК). Ограждения могут быть выполнены из полностью готовых к монтажу трехслойных сэндвич-панелей, либо же из наборного сэндвича – полистовой сборки.

Учитывая, что полистовка обходится застройщику несколько дороже и требует больших трудозатрат, актуальность в строительстве приобрели именно готовые панели.

Как крепятся сэндвич-панели?

Сэндвич-панели крепятся к каркасу из любого материала, будь-то металл, бетон, дерево и т.д., исключительно с помощью самонарезающих винтов. Для каждого вида материала свой саморез. 

Но приемлемым и правильным с технической точки зрения было и остается крепление исключительно к металлу, винтами предназначенными для металла. Тип, диаметр и длина самореза определяется толщиной панели, материалом каркаса, сложностью узла. Информация о крепежных элементах и особенностях крепления содержится в проектной документации. В частности длина и диаметр определяется путем сложных расчетов с учетом приходящихся нагрузок. В частном строительстве рассчитать длину винта можно по следующей формуле:

 

Длина винта = толщина панели + длина части самореза с резьбой + 5 мм,

 

где 5 мм – величина, компенсирующая наличие уплотнительной шайбы. Уплотнительная шайба – обязательный элемент крепежной системы. Она обеспечивает не только плотность соединения, но и предотвращает снижение эксплуатационных характеристик сэндвича. Нарушение целостности полимерного покрытия, как и обкладки в целом, — чем и является крепление, — прямя угроза качеству ограждающих конструкций. Во избежание развития коррозийных процессов и изменения свойств утеплителя для крепления металлических панелей используется винт с оцинкованной или кадмированной поверхностью, снабженный уплотнительной шайбой.

Молекулы цинка на поверхности шурупа предотвращают окисление металла, резиновая шайба надежно герметизирует место соединения.

В процессе монтажа важно соблюдать ключевые требования:

• Саморез должен вкручиваться строго под углом 90 градусов – наклоны и перекосы недопустимы;
• Нельзя перетягивать или недотягивать винт – целостность уплотнительной шайбы не должна нарушаться.

Подробнее:

Крепление сэндвич-панели к бетону

К бетону металлический сэндвич крепится так же, как и к металлическим конструкциям — с помощью самонарезающих винтов. Единственное отличие – поверх бетонного основания монтируются пояса из металла. Несколько отличается и тип резьбы винта. Саморезы для крепления к бетону обладают специальной резьбой с переменным диаметром. Именно она обеспечивает высокие показатели на вырыв самореза из бетонного основания.

Рассчитать количество саморезов, необходимых для крепления к железобетонному основанию можно следующим образом:

Для стеновых ОК:

 

Площадь ОК х 1,5 = количество саморезов,

 

где 1,5 – коэффициент количества, т.е. для крепления квадратного метра стеновой панели необходимо полтора винта.

Для кровельных сэндвич-панелей принцип расчета аналогичен, за исключением того, что коэффициент количества равен двум.

Успехов в строительстве!

Информационное руководство по композитным сэндвич-панелям

Композитные сэндвич-панели — невероятно полезный материал для создания прочных легких конструкций, используемых в повседневной жизни.

Сэндвич-панели с использованием сотовой структуры, бальзы или пенопласта сегодня постоянно помогают снизить вес и повысить прочность множества изделий.

Этот сайт посвящен предоставлению полезной информации по всем аспектам легких композитных сэндвич-панелей как с инженерной точки зрения, так и с точки зрения не инженеров.

---

Подпишитесь на обновления заголовков RSS от:
Powered by FeedBurner

---

Рекомендуемые ресурсы по сэндвич-панелям:

Ремонт композитного многослойного материала: устранение бороздок в композитном крыле самолета 747

Изучите основы ремонта композитной сэндвич-панели. В данном случае — носовой закрылок 747.

Прочитать статью

Что такое сэндвич-панель — как она работает?

Что такое композитная сэндвич-панель: как ядро ​​и оболочка взаимодействуют, чтобы создать легкий конструкционный материал панели.

Прочитать статью

SIPs — Что такое структурная изоляционная панель?

SIP-панель очень похожа на обычную сэндвич-панель. Между обшивками зажат жесткий изолирующий пенопласт …

Прочитать статью

Экологически чистые многослойные конструкции

Раздел, посвященный развитию зеленых сэндвич-структур.Особое внимание уделяется использованию сэндвич-панелей для снижения веса и улучшения теплоизоляции.

Библиотека видео:

Самая полная онлайн-коллекция видео о композитных сэндвич-панелях и конструкционных изоляционных панелях.

Глоссарий по композитам

Глоссарий терминов, обычно используемых в производстве композитных материалов и сэндвич-панелей.

---

Заявление об ограничении ответственности: Вся информация на этом сайте является исключительным мнением создателя; Создатель представляет информацию читателям только как свое мнение и не предполагает, что пользователи полагаются на эту информацию как на установленные факты.Материалы веб-сайта и все ссылки предоставляются «как есть» и не представляют собой никаких предложений, юридических или профессиональных рекомендаций. См. Полный отказ от ответственности

Методы испытаний сэндвич-панелей | CompositesWorld

Д-р Дональд Ф. Адамс — президент Wyoming Test Fixtures Inc.(Солт-Лейк-Сити, Юта). Он имеет степень бакалавра и магистра в области машиностроения и степень доктора теоретической и прикладной механики. Проработав в общей сложности 12 лет в Northrop Aircraft Corp., подразделение Aeronutronic Div. из Ford Motor Co. и RAND Corp., он присоединился к Университету Вайоминга, руководя его Группой исследования композитных материалов в течение 27 лет, прежде чем покинуть этот пост в 1999 году. Доктор Адамс продолжает писать, преподавать и работать в многочисленных отраслевых группах. включая комитеты по методам испытаний ASTM и Справочник по композитным материалам 17.

Предыдущий следующий

В этой колонке представлены общие методы испытаний сэндвич-панелей. Подробное обсуждение отдельных методов испытаний будет представлено в следующих столбцах.Сэндвич-панели здесь будут определяться как панели, состоящие из относительно тонких лицевых листов, которые являются прочными и жесткими при растяжении и сжатии по сравнению с материалом сердцевины с низкой плотностью, к которому они приклеиваются. Это определение не включает ламинированные композитные плиты, фанеру и аналогичные «сплошные ламинаты».

В то время как материал сердечника действительно сопротивляется сдвиговым нагрузкам, его основная цель состоит в том, чтобы разделять лицевые панели и, таким образом, поддерживать высокий модуль упругости сечения (высокий «момент инерции» или «второй момент площади», как определено специалистом по анализу напряжений).Материал сердцевины обычно имеет относительно низкую плотность (например, сотовый или вспененный), что приводит к высоким удельным механическим свойствам панели при благоприятных нагрузках (в частности, высокой прочности на изгиб и свойствам жесткости по отношению к общей плотности панели). То есть сэндвич-панели особенно эффективны при переносе изгибающих нагрузок, хотя у них есть и другие важные применения для приложения нагрузки. Например, они обеспечивают повышенное сопротивление изгибу и повреждению панелей на сдвиг.Кроме того, они обеспечивают сопротивление короблению сжатым элементам.

Испытания сэндвич-панелей неизбежно продолжались до тех пор, пока эти панели использовались в качестве конструкционных материалов в высокопроизводительных приложениях, то есть в течение 70 лет или более. Однако доработка и стандартизация этих различных методов испытаний произошли гораздо позже.

Первый вопрос, на который нужно ответить: «Какие свойства или характеристики сэндвич-панели необходимо оценить?» Это продиктовано тем, как панель может выйти из строя.Панель может выйти из строя одним из нескольких способов, в зависимости от геометрических и производственных характеристик панели, а также от того, как она загружена. Например, облицовка может выйти из строя при растяжении, сжатии, сдвиге или локальном короблении. Кроме того, сердечник может разрушиться при сдвиге или раздавливании. Лицевой лист может отделиться от сердечника из-за чрезмерного сдвига или нормального растягивающего напряжения в адгезивном соединении. Были разработаны методы испытаний для выделения и моделирования каждого из этих конкретных режимов отказа.

В таблице 1 перечислены пять наиболее часто используемых в настоящее время методов испытаний сэндвич-панелей, хотя существуют и другие методы.Обратите внимание, что все перечисленные здесь стандарты в настоящее время являются стандартами ASTM.

Таблица 1 не включает те методы испытаний, которые обычно используются для непосредственной характеристики составляющих компонентов сэндвич-панели (например, свойств при растяжении и сжатии отдельных лицевых панелей) или прочности клея на разрыв и сдвиг. Эти методы испытаний обсуждались ранее или будут в следующих столбцах.

Обратите внимание, что все пять методов испытаний стали стандартами ASTM в 1950-х годах.Однако в то время строительство сэндвич-панелей не использовалось очень широко, и, следовательно, не было и этих стандартов. Лишь в начале 1990-х, примерно 40 лет спустя, нынешний сильный интерес начал развиваться. В то время цельные ламинаты приближались к своему потенциалу производительности, и начались интенсивные исследования новых подходов к достижению высокой структурной эффективности. Именно в этот момент методы испытаний — хотя они были доступны уже давно — наконец вошли в широкое распространение.

Как следует из названия первого метода испытаний, приведенного в таблице 1, ASTM D 1781 является испытанием адгезионных свойств. Но поскольку сэндвич-панель проходит испытания, это также является мерой того, насколько хорошо отслаиваемая лицевая панель связана с основным материалом.

Второй метод испытаний, ASTM C 393, подвергает длинную или короткую многослойную балку трех- или четырехточечной нагрузке. То есть, для получения полной характеристики необходимо провести несколько тестов. Можно оценить жесткость сэндвич-панели на изгиб, прочность на разрыв и сжатие лицевых листов, прочность сердечника на сдвиг и модуль сдвига, и даже связь лицевого листа с сердечником.Однако в стандарте признается, что ASTM C 273 (третий метод в таблице 1) может быть лучшим выбором для определения прочности сердечника на сдвиг и модуля сдвига.

Как указано в предыдущем абзаце, ASTM C 393 — очень «загруженный» стандарт, охватывающий ряд процедур испытаний. Комитет ASTM D30-Composites в настоящее время разбивает этот стандарт на три отдельных стандарта с целью облегчить их понимание и внедрение. Один из трех, предварительно названный «Стандартный метод испытания свойств сдвига сердцевины многослойных конструкций при изгибе балки», сохранит обозначение ASTM C 393 в том виде, в каком оно было изменено.Двум другим со временем будут присвоены новые номера. В настоящее время они носят предварительные названия: «Стандартный метод испытания свойств облицовки многослойных конструкций на изгиб длинной балки» и «Стандартная практика для определения изгиба и жесткости на сдвиг многослойной балки». Последнее на самом деле является «Стандартной практикой», содержащей уравнения требуется для расчета желаемых свойств сэндвич-панели с использованием результатов испытаний, полученных с помощью двух методов испытаний.

ASTM C 297, четвертый метод в таблице 1, используется для определения прочности на растяжение сэндвич-панели по всей толщине.Небольшой квадратный или круглый кусок панели, обычно размером 25 мм / 1 дюйм или 50 мм / 2 дюйма, приклеивается между двумя (обычно металлическими) блоками, а затем растягивается на части ASTM C 364 (пятый в таблице 1) ) используется для определения прочности сэндвич-панели на сжатие в плоскости. Прямоугольная панель подвергается сжимающей нагрузке в плоскости с двух противоположных сторон без нагрузки с двух других сторон.

Следует отметить, что таблица 1 не включает ASTM C 365 «Свойства многослойного сердечника при плоском сжатии».«Хотя он был первоначально опубликован в тот же период (1955 г.), этот метод применяется к компоненту сэндвич-панели (сердцевине), а не ко всей сэндвич-панели. По той же причине все другие существующие испытания материала сердцевины, такие как ASTM C 363 , «Прочность связи узлов при растяжении материалов с сотовым заполнителем» исключаются.

Поскольку использование сэндвич-панелей (как определено во вводном параграфе) продолжает быстро расти, особенно в конструкционных приложениях, важно, чтобы производители композитов ознакомились с различными методами испытаний сэндвич-панелей.Не менее важно отметить, что изготовление качественных панелей как для составных частей, так и для тестовых купонов требует специальных навыков, которых в прошлые годы не существовало во многих организациях потенциальных пользователей. Хотя наш общий уровень понимания продолжает расти сегодня, участники программы тестирования должны иметь некоторую уверенность в том, что сэндвич-панели, из которых извлекаются тестовые купоны, являются репрезентативными для панелей, которые будут использоваться в конечном приложении. Кроме того, они должны быть уверены, что полученные свойства являются разумными и соответствуют текущему уровню техники.В следующих столбцах эти и другие конкретные проблемы будут рассмотрены для каждого из отдельных методов испытаний, представленных здесь.

Сотовые сэндвич-панели | ООО «Стресс Электронная книга».

Сотовые сэндвич-панели

Если вам интересно, что такое сотовые сэндвич-панели, то не беспокойтесь. Это сверхпрочные и легкие панели, состоящие из двух компонентов.

Щелкните здесь, чтобы получить доступ к pdf-версиям последних сообщений блога…

Сэндвич-панель, изображение любезно предоставлено http: // www.kth.se

Лицевые панели или шкуры, а также некоторые типы сотового заполнителя. Обшивки лежат на верхней и нижней стороне сотовой сэндвич-панели. Они являются основными несущими элементами для мембранных или плоскостных сил и моментов. С другой стороны, сотовый сэндвич-сердечник в основном используется для разделения кожуры. Кроме того, он должен передавать не плоские или поперечные силы сдвига от одной обшивки к другой без раздавливания. Это называется разрывом сердечника при сдвиге. Сердцевина является пористой в большинстве конструкций самолетов с ячеистой структурой (одна из самых прочных из когда-либо созданных).Таким образом, минимизируется соотношение веса и толщины, и в то же время мы получаем довольно прочные панели, которые могут выдерживать большие нагрузки.

Хотите получать мгновенные обновления о последних сообщениях, подобных этой, и о бесплатной электронной книге?

Во многих отраслях промышленности используются сотовые сэндвич-панели различных форм, форм и размеров, а также из материалов (как металлических, так и неметаллических). Эти панели используются в таких отраслях, как коммерческие и бизнес-джеты, военное применение, винтокрылая техника, некоторые высокотехнологичные лодки, яхты и даже в автомобильной промышленности.

Цель состоит в том, чтобы уменьшить вес и максимизировать прочность и жесткость. Эти панели обладают превосходными характеристиками огнестойкости, критически важными для замедления возгорания в самолетах, в соответствии с правилами FAA.

Материалы, используемые в сотовых сэндвич-панелях:

Облицовка:

• Общий материал: Облицовка или оболочка сотовых сэндвич-панелей изготавливается из множества различных материалов. Для неметаллических панелей высокой жесткости и легкого веса наиболее распространенным облицовочным материалом является тканая ткань из стекловолокна или ткань .Производители панелей обычно поставляют его в виде «препрега» (сокращенная форма для предварительно пропитанного смолой). Этот препрег готов к отправке в пресс-форму или автоклавную печь для отверждения в составе панели или ламината

• Другие материалы: Другие облицовочные материалы включают плакированные листы из алюминиевого сплава 2024 или 7075 (металлические сотовые сэндвич-панели), препреги из углеродного волокна и т. Д.
• Толщина: Каждый слой препрега из стекловолокна обычно имеет структурный клеевой слой с одной стороны.Общая номинальная толщина слоя обычно составляет около 0,01 дюйма. Наиболее распространенные неметаллические сотовые сэндвич-панели используют два слоя. Таким образом, общая номинальная толщина облицовки с каждой стороны панели составляет около 0,02 дюйма

Сотовый сердечник:

• Общий материал: Сердцевина ячеистых сэндвич-панелей является основной причиной их жесткости и высокого отношения жесткости к весу . Он также изготавливается из различных материалов. Самым распространенным в интерьере является сердцевина из арамидной бумаги «номекс».На видео ниже показан процесс изготовления материала сердечника
.

• Производственный процесс Видео: Возникли проблемы с видеоплеером, указанным выше? Посмотрите его на Youtube, нажмите на эту ссылку: Сэндвич-панели с сотами
• Другие материалы: Сердечник также сделан из других легких материалов, таких как кевлар , стекловолокно, углеродное волокно, и т. Д.
• Толщина: Наиболее распространенная толщина панелей, используемых в сотовых сэндвич-панелях салона, составляет 0.Номинальное значение 5 дюймов. Следовательно, поскольку общая толщина облицовки с обеих сторон вместе составляет 0,04 дюйма, номинальная толщина сердечника составляет 0,46 дюйма

Производители панелей:

Вероятно, одно из первых имен, которое приходит на ум, когда мы говорим о производителях панелей, — это HEXCEL . Вот несколько полезных ссылок на спецификации панели Hexcel и другие документы:

Как всегда, большое спасибо за посещение, подписывайтесь, комментируйте и сходите с ума.

Онлайн-курс по конечно-элементному анализу

Хотите получать мгновенные обновления о последних сообщениях, подобных этой, и о бесплатной электронной книге?

Понравился этот пост? Поделиться любовью…

.