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Eléments de construction légers et résistants, possédant une certaine flexibilité.
On connaît des éléments de construction, en par- ticulier des éléments métalliques,, constitués par une taie; bosseléeassemblée par les sommsts de ses bossages, à une tôle lisse ou également bosselée.. Ces éléments de construe- tion sont tout à la fois légers et résistants, leur résis- tance à la flexion notamment. dans toutes les aire étions, étant due au fait que toutes leurs sections possèdent un moment d'inertie élevé à raison de la présence de deux tô- les disposées à l'extérieur à un écartement notable,, et triangulées par les bossages.
Pour certaines applications, il est désirable. dei réduire presque jusqu'à 0, cette résistance à la flexion, suivant des directions déterminées. Les éléments de eons- truction précités ne conviennent donc pas pour les usages où l'on désire une grande rigidité dans un sens,, et une , souplesse relative dans un autre sens.
Conformément à l'invention, on obtient des élé ments légers, très résistants et cependant doués d'une certaine flexibilité dans un cens.en assemblant une surface
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à bossages, avec une surface ondulée, l'assemblage étant effectué entre les sommets des bossages et les sommets des ondulations, par tous moyens connus tels que rivetage, soudure autogène, etc... Bien entendu, le s bossages de la surface bosselée sont disposes suivant des lignes corres- pondant aux sommets des ondulations de la surface ondulée.
L'invention est représentée,à titre d'exemple, au dessin annexé, dans lequel :
La fig. 1 est une perspective schématique d'un élément de construction conforme à. 1'. invention;
La fige 2 est une coupe axiale et la fig. 3 une coupe transversale suivant 3-3 de la tige 2, d'un tube constitué au moyen d'éléments conformes à ceux de la fig.l;
La fig. 4 est une coupe, à plus grande échelle, d'un bossage de la tôle bosselée suivant 4-4 de la fig. 5 ou de la fig. 6, lesquelles sont des coupes transversales suivant 5-5 du bossage de la fig. 4, et montrant des formes particulières de ce bossage.
Comme le montre la fig. l, l'élément de construc- tion conforme à l'invention et que nous supposerons être un élément métallique, est constitué par une tôle A compor- tant, de la façon connue, des bossages a, d'une hauteur notable, et uns tôle ondulée B, comportant par exemple des ondulations ou gouttières parallèles b. Les bossages a de la tôle bosselée A sont disposés en rangées parallèles ayant entre elles exactement le même écartement que les ondula- tions b de la tôle ondulée B. Les tôles A et B étant super- posées comme l'indique la fige l, on les solidarise entre elles en fixant les sommets des bossages a au sommet des gouttières ou ondulations b, par un moyen quelconque, par exemple par rivetage ou par soudure.
Il est facile de voir qu'un semblable élément de
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construction possède unégrancle oeésidance à 3 .Q si on ainsi qaeune grande résistance à, 1& flexion/ t efforts tendant faire fiéohit la piéoe autout zon parallèle amx tsles et normale a, la dîraetion d*j/µql tions, et 'une moina granât r6sisOanoe à la Rll. 4,a (les efforts tendamt à faire fléchir la piôûe sï-td & ligne parallèle Mx tôles et parallèle à la rlîraet4cà onaniations, il cst à, noter qae le système rêsîste k 1 longement dans tous les sens.
les bossages étant pra.'ËLt ment inltéforwables et tendant spopposer à lall<Me6 de la tôle ondulée par lti ssetnt cles ond.xt3.on Bien entendu, les ondnlatî one b de la t8le B B sont pas nécessairement rectilignes ni parallèles ente elles , et elles n'ont pas foredodnt la méuk profond Me migma, les bossages que comporte la iâle bats lêe A n2ont pas forcément la même hauteurs il suffit 6pi"i. soient disposes sur des lignes situées exaetement à lta- plomb des fonds (ou sommets) des ondulations de la tale B auxquelles ils doivent Stre fixés.
On pourra ainsi ee'ns'6i.<- tuer des élêments de construction dont les tôles de base et B sont ou ne sont pas parallèles et dont les see%ionoe,4Q moindre résistance à la flexion sont ou ne sont pas pas .le se Quant aux bossages a eiasmB&Sj) leurs aeetiena peuvent être quelconques, Ces bossages pelavent avoïr la forme cieun cône creux (section annulsire ciroulaira on elliptique), à#une pyramide creuse o e-tcooo Dans le- *as ât=e forme pyramidale creuse la aeoetion peut avantageusement être constituée, comme le montrent les figures 5 et 6 &a.
dessin données à titre cleesemples, par tm polygone axtêrîaur et un âviclement intérieur polygonal ou autre, tels %me les patrois latérales des bossages soien+ '-'
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amincies, une surépaisseur étant, au contraire, réservée aux angles de la section (arêtes de la pyramide creuse). On réalise ainsi sans nuire à la résistance des éléments de construction, une économie de poids qui, outre une économie de prix de revient, peut présenter des avantages considéra- bles dans tous les cas où. la légèreté est un facteur essen- tiel par exemple dans les constructions navales, pour l'é- tablissement du bordé des navires de surface ou des submer- sibles, ou dans l'aviation.
Il est à noter également que cette forme peut s'appliquer aussi bien aux tôles planes ou bosselées qu'à la tôle ondulée:. les figures 2 et 3 montrent une application in- téressante des éléments de construction objets de l'inven- tion à la construction d'un tuyau, de gros diamètre et qui doit être à. section indéformable tout en possédant, dans le sens de sa longueur, une certaine flexibilité. Un sem- blable tube pourrait trouver son utilisation, par exemple pour constituer la conduite, immergée Lune grande prof on- deux, destinée à amener à la surface, l'eau du fond de la mer, en vue de l'utilisation de l'énergie thermique des mera tropicales.
Dans ce. cas, l'expérience a montré que la conduite d'amenée. d'eau doit posséder une certaine sou- plesse axiale en même temps que des sections circulaires indéformables perpendiculairement à son axe.
Conformément à l'invention, un tel tube pourra être constitué, comme la. montrent les figures 2 et 3, par un tube extérieur B, possédant des ondulations b perpendi- oulaires à. l'axe du tube, et par un tube intérieur A, muni de couronnes de bossages a, situées dans des places égale- ment perpendiculaires à l'axe du tube, et ayant entre elles le même écartement que les ondulations b du tube envelop- pant B.
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On voit immédiatement due dans le tube ainsi. établietoutes les sections transversales sont extrêmement résistantes et que ce tube possède cependant des sections -
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telles que x x - ayant un moment d-linertîe plus faible que toutes les sections voisines.
La résistance du tube à lén compression est donc consiclêrabla, et sa r6rnatance à la flexion Eomporte 6e: s minima. su.1wmt un eze passant pee lentre-besssges cllune part, et le sommant des ondulations as la tôle ondulée: d1?autre parto La courbe représentative Ses moments dinert1a des diverses sections do. tube serait laar courbe sinusoidsleo Il en résulte que oe tube possède unît certaine souplesse axiale, indispensable dans le cas de
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ltapplication envisagée Suivant que les efforts viennent de l'intérieur
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ou de 1#extérienr, la disposition des tubes A et B pourra être inversée,le tube bosselé formant le tube extérieur et le tube ondulé constituant le tube intérieur.
Une antre application serait lesoutiens de carrosserie ou de châssis automobile.
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Lightweight and resistant construction elements with a certain flexibility.
Construction elements are known, in particular metallic elements, consisting of a pillowcase; dented assembled by the tops of its bosses, to a smooth or also dented sheet metal. These construction elements are both light and strong, particularly their resistance to bending. in all areas were, being due to the fact that all their sections have a high moment of inertia due to the presence of two sheets arranged on the outside at a notable spacing, and triangulated by the bosses.
For some applications it is desirable. dei reduce almost to 0 this resistance to bending, following determined directions. The aforementioned structural elements are therefore not suitable for uses where high rigidity is desired in one direction, and relative flexibility in another direction.
According to the invention, one obtains light elements, very resistant and however endowed with a certain flexibility in a cens. By assembling a surface
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with bosses, with a corrugated surface, the assembly being carried out between the tops of the bosses and the tops of the corrugations, by any known means such as riveting, autogenous welding, etc. Of course, the bosses of the embossed surface are arranged along lines corresponding to the peaks of the undulations of the corrugated surface.
The invention is shown, by way of example, in the accompanying drawing, in which:
Fig. 1 is a schematic perspective of a construction element according to. 1 '. invention;
Fig 2 is an axial section and FIG. 3 a transverse section along 3-3 of the rod 2, of a tube formed by means of elements conforming to those of fig.l;
Fig. 4 is a section, on a larger scale, of a boss of the embossed sheet according to 4-4 of FIG. 5 or of FIG. 6, which are cross sections along 5-5 of the boss of FIG. 4, and showing particular shapes of this boss.
As shown in fig. 1, the construction element according to the invention and which we will assume to be a metallic element, consists of a sheet A comprising, in the known manner, bosses a, of a notable height, and a corrugated sheet B, comprising for example corrugations or parallel gutters b. The bosses a of the embossed sheet A are arranged in parallel rows having between them exactly the same spacing as the corrugations b of the corrugated sheet B. The sheets A and B being superimposed as shown in figure 1, we Join them together by fixing the tops of the bosses a to the top of the gutters or undulations b, by any means, for example by riveting or by welding.
It is easy to see that a similar element of
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construction has a strength of 3 .Q if we thus have a great resistance to, 1 & bending / t forces tending to trust the part in all parallel zones amx tsles and normal to, the deterioration of j / µql tions, and a less granate resisOanoe at the Rll. 4, a (the efforts tend to make the pin bend sï-td & parallel line Mx sheets and parallel to the line and 4cà onaniations, it is to note that the resist system k 1 long in all directions.
the bosses being pra.'ËLt ment inltéforwables and tending to oppose the all <Me6 of the corrugated sheet by lti ssetnt keys ond.xt3.on Of course, the ondnlatî one b of the BB sheet are not necessarily rectilinear nor parallel to each other, and They do not have foredodnt the deep mek Me migma, the bosses that the iale bats lee A includes do not necessarily have the same heights, 6ft is enough. be arranged on lines located exactly at the top of the bottoms (or summits) of the corrugations of the plate B to which they must Stre fixed.
We can thus ee'ns'6i. <- kill construction elements whose base plates and B are or are not parallel and whose see% ionoe, 4Q lower resistance to bending are or are not. As for the bosses a eiasmB & Sj) their aeetiena can be any, These bosses have the shape of a hollow cone (annulsire section ciroulaira on elliptical), with # a hollow pyramid o e-tcooo In the- * as ât = e hollow pyramidal shape the aeration can advantageously be made, as shown in Figures 5 and 6 & a.
drawing given as examples, by an external polygon and a polygonal interior wall or other, such% me the lateral patrois of the bosses soien + '-'
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thinned, an extra thickness being, on the contrary, reserved for the angles of the section (edges of the hollow pyramid). A saving in weight is thus achieved without adversely affecting the strength of the construction elements which, in addition to a saving in cost price, can present considerable advantages in all cases. lightness is an essential factor, for example, in shipbuilding, for laying the planks of surface ships or submersibles, or in aviation.
It should also be noted that this form can be applied as well to flat or embossed sheets as to corrugated sheet :. Figures 2 and 3 show an interesting application of the construction elements object of the invention to the construction of a pipe, of large diameter and which must be at. undeformable section while having, in the direction of its length, a certain flexibility. A similar tube could find its use, for example, to constitute the pipe, submerged in a great depth, intended to bring to the surface, the water from the bottom of the sea, with a view to the use of the thermal energy of tropical seas.
In this. case, experience has shown that the feed pipe. of water must have a certain axial flexibility at the same time as non-deformable circular sections perpendicular to its axis.
According to the invention, such a tube could be made, like the. show Figures 2 and 3, by an outer tube B, having corrugations b perpendi- oulaires to. the axis of the tube, and by an inner tube A, provided with crowns of bosses a, situated in places also perpendicular to the axis of the tube, and having between them the same spacing as the corrugations b of the enveloped tube pant B.
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We immediately see due in the tube as well. established that all cross sections are extremely strong and yet this tube has sections -
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such as x x - having a lower moment of inertia than all neighboring sections.
The resistance of the tube to compression is therefore considerable, and its bending resistance is a minimum of 6e: s. su.1wmt an eze passing pee the entre-besssges cllone part, and summing it of the undulations as the corrugated sheet: d1? other parto The representative curve Its moments of inertia of the various sections do. tube would be laar curved sinusoidsleo It follows that the tube has a certain axial flexibility, essential in the case of
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the envisaged application Depending on whether the efforts come from within
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or 1 # exterior, the arrangement of tubes A and B may be reversed, the dented tube forming the outer tube and the corrugated tube constituting the inner tube.
Another application would be car body or chassis supports.