ВУЗ:
Составители:
5
Способ “сухой” намотки заключается том, что намотка
производится с помощью полуфабрикатов, препрегов,
являющихся предварительно пропитанными связующим и
подсушенными жгутами или лентами. Перед укладкой препреги
проходят через горячие валки либо через нагревательную
камеру и в размягченном виде укладываются на оправку.
Способ “мокрой” намотки отличается тем, что пропитка
армирующего волокнистого материала связующим и намотка на
оправку совмещены.
Свойства изделий из КМ зависят от многих факторов, в
том числе, от толщины и равномерности слоя связующего, от
глубины его проникновения между волокнами, от содержания
летучих веществ, степени полимеризации связующего в
подсушенных заготовках и от других характеристик,
регулируемых концентрацией растворов, скоростью и
температурой пропитки. Поэтому из двух видов намотки,
каждый из которых имеет свои недостатки и преимущества,
чаще всего используется “сухая” намотка. Она обеспечивает не
только более качественную пропитку, но и требуемое
равномерное содержание связующего в препреге. При
использовании этого метода легче контролируется степень
армирования изделия при намотке и более равномерное
распределение связующего по толщине стенки изделия,
улучшаются условия и культура производства, повышается
производительность процесса намотки в 1,5-2 раза, появляется
возможность использования практически любого связующего.
Процесс намотки оболочек сложной формы со сложной
схемой армирования может быть реализован только с помощью
программного управления. В этом случае можно обеспечить
контроль над точностью процесса для получения максимальной
прочности оболочки, требуемой ее формы и удовлетворения
других показателей качества при заданных весовых и
геометрических характеристиках. Характерной особенностью
рассматриваемых материалов, отличающих их от традиционных
металлических сплавов, является то, что они, как правило,
образуются одновременно с изготовлением конструкции. При
этом их механические характеристики, обуславливаемые схемой
расположения волокон, могут изменяться в широких пределах,
6
что позволяет получать конструкции с направленной
анизотропией физико-механических свойств, соответствующих
спектру действующих нагрузок.
Таким образом, изготовление конструкций из
композиционных материалов предусматривает, кроме создания
геометрических форм, определение рациональной структуры
материала, т.е. числа и порядка чередования слоев, углов
ориентации и вида армирующих элементов, их относительного
содержания в композиции и других параметров. При этом
эффективность в значительной степени зависит от степени
соответствия формы, назначения и условий эксплуатации
изделия возможностям композиционных материалов, а также
технологическим возможностям реализации проекта.
Эффективность применения композиционных материалов
в различных конструкциях определяется степенью совершенства
методов расчета и проектирования и технологией изготовления
изделий. Поэтому главной технологической задачей намотки
является получение спроектированных изделий и конструкций,
удовлетворяющих заданному комплексу свойств. Решение этой
задачи зависит от физико-механических свойств используемых
композиционных материалов, от качества и точности,
проведенных конструктором расчетов, от точности
моделирования поверхности оправки, качества отработки
расчетных траекторий, точности укладки ленты на оправку,
создания на лентопроводе нужного натяжения, от возможностей
оборудования [3, 5, 6, 9-19].
Первые работы по моделированию процесса намотки и
разработке систем автоматизированной подготовки
управляющих программ (УП) начались с моделирования
поверхности оправки, по внутреннему теоретическому контуру
изделия, одного витка линии на поверхности оправки,
являющейся геодезической линией, равного отклонения или
винтовой. Этому были посвящены работы А.Ф.Парнякова
[20-22], М.В.Орлова [23, 24], А.К.Добровольского, В.И.Кострова
[25], Г.Б.Евгенева, В.М.Морозовой, А.Н.Петухова,
Ю.М.Пидгайного, В.А.Дудко, Д.Ю.Струве [26-28], Ю.А.Исакова
[29], Я.Я.Чикильдина, В.Е.Шукшунова, Ю.М.Алпатова [30],
В.И.Зборжевского [31], В.А.Гречишкина [32] и многих других.
Способ “сухой” намотки заключается том, что намотка что позволяет получать конструкции с направленной
производится с помощью полуфабрикатов, препрегов, анизотропией физико-механических свойств, соответствующих
являющихся предварительно пропитанными связующим и спектру действующих нагрузок.
подсушенными жгутами или лентами. Перед укладкой препреги Таким образом, изготовление конструкций из
проходят через горячие валки либо через нагревательную композиционных материалов предусматривает, кроме создания
камеру и в размягченном виде укладываются на оправку. геометрических форм, определение рациональной структуры
Способ “мокрой” намотки отличается тем, что пропитка материала, т.е. числа и порядка чередования слоев, углов
армирующего волокнистого материала связующим и намотка на ориентации и вида армирующих элементов, их относительного
оправку совмещены. содержания в композиции и других параметров. При этом
Свойства изделий из КМ зависят от многих факторов, в эффективность в значительной степени зависит от степени
том числе, от толщины и равномерности слоя связующего, от соответствия формы, назначения и условий эксплуатации
глубины его проникновения между волокнами, от содержания изделия возможностям композиционных материалов, а также
летучих веществ, степени полимеризации связующего в технологическим возможностям реализации проекта.
подсушенных заготовках и от других характеристик, Эффективность применения композиционных материалов
регулируемых концентрацией растворов, скоростью и в различных конструкциях определяется степенью совершенства
температурой пропитки. Поэтому из двух видов намотки, методов расчета и проектирования и технологией изготовления
каждый из которых имеет свои недостатки и преимущества, изделий. Поэтому главной технологической задачей намотки
чаще всего используется “сухая” намотка. Она обеспечивает не является получение спроектированных изделий и конструкций,
только более качественную пропитку, но и требуемое удовлетворяющих заданному комплексу свойств. Решение этой
равномерное содержание связующего в препреге. При задачи зависит от физико-механических свойств используемых
использовании этого метода легче контролируется степень композиционных материалов, от качества и точности,
армирования изделия при намотке и более равномерное проведенных конструктором расчетов, от точности
распределение связующего по толщине стенки изделия, моделирования поверхности оправки, качества отработки
улучшаются условия и культура производства, повышается расчетных траекторий, точности укладки ленты на оправку,
производительность процесса намотки в 1,5-2 раза, появляется создания на лентопроводе нужного натяжения, от возможностей
возможность использования практически любого связующего. оборудования [3, 5, 6, 9-19].
Процесс намотки оболочек сложной формы со сложной Первые работы по моделированию процесса намотки и
схемой армирования может быть реализован только с помощью разработке систем автоматизированной подготовки
программного управления. В этом случае можно обеспечить управляющих программ (УП) начались с моделирования
контроль над точностью процесса для получения максимальной поверхности оправки, по внутреннему теоретическому контуру
прочности оболочки, требуемой ее формы и удовлетворения изделия, одного витка линии на поверхности оправки,
других показателей качества при заданных весовых и являющейся геодезической линией, равного отклонения или
геометрических характеристиках. Характерной особенностью винтовой. Этому были посвящены работы А.Ф.Парнякова
рассматриваемых материалов, отличающих их от традиционных [20-22], М.В.Орлова [23, 24], А.К.Добровольского, В.И.Кострова
металлических сплавов, является то, что они, как правило, [25], Г.Б.Евгенева, В.М.Морозовой, А.Н.Петухова,
образуются одновременно с изготовлением конструкции. При Ю.М.Пидгайного, В.А.Дудко, Д.Ю.Струве [26-28], Ю.А.Исакова
этом их механические характеристики, обуславливаемые схемой [29], Я.Я.Чикильдина, В.Е.Шукшунова, Ю.М.Алпатова [30],
расположения волокон, могут изменяться в широких пределах, В.И.Зборжевского [31], В.А.Гречишкина [32] и многих других.
5 6
