Геометрические вопросы адаптивной технологии изготовления конструкций намоткой из волокнистых композиционных материалов. Аюшеев Т.В. - 31 стр.

ГЛАВА 2                                                         внутреннему контуру изделия. Для получения внешнего
ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА УКЛАДКИ                          теоретического контура изделия часто требуется коррекция
ЛЕНТЫ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ                              формы,     при     которой     теоретическая     поверхность
С ОДНОНАПРАВЛЕННЫМИ ВОЛОКНАМИ                                   преобразовывается в поверхность оправки, что приводит к
ПРИ НАМОТКЕ                                                     существенному     возрастанию    объема    перерабатываемой
                                                                информации. В некоторых случаях такое преобразование
     Важным этапом в моделировании многослойной                 исходного каркаса нежелательно из-за конструктивных или
конструкции,     изготавливаемой    методом    намотки     из   технологических соображений.
волокнистых композиционных материалов, является разработка           Этот недостаток устраняется посредством объемной
математической модели процесса армирования путем укладки        модели     укладки     ленты,    учитывающей       изменения
композиционной ленты на поверхность оправки, на основе чего     геометрических характеристик различных нитей, волокон ленты
оценивается возможность реализации конкретной схемы             при их укладке на поверхность армирования в различных слоях
армирования и получения требуемых свойств изделия. От           многослойной конструкции и обеспечивающей получение
точности разработки этой модели во многом зависит точность      требуемой внешней формы. Такая базовая модель представлена
расчета параметров процесса намотки, расчет управляющей         в первом разделе этой главы. Во втором разделе приведены
программы для намоточного оборудования с ЧПУ.                   некоторые видоизменения объемной основной модели, которые
     В настоящее время существует три метода расчета            позволяют       рассчитывать      такие       характеристики
армированных многослойных оболочек из волокнистых КМ. В         рассматриваемого технологического процесса, как прилегание
первом рассматривается армированный слоистый материал как       ленты. В третьем разделе эта модель применяется для случая
анизотропная и монолитная структура с усредненными              укладки ленты внахлест на поверхность оправки при строчном и
упругими характеристиками. Метод основан на традиционных        плетеном армировании. В четвертом разделе приведен пример
способах расчета конструкций из изотропных материалов.          применения разработанной модели для оправки, имеющей
Второй метод расчета исходит из предположения, что              форму эллиптического параболоида. В пятом разделе
связующее вещество не является несущим элементом                рассмотрена геодезическая намотка ленты реального изделия, а
конструкции, вследствие чего армированная оболочка              именно лонжерона стабилизатора вертолета.
рассматривается как нитевая оболочка. В третьем методе
рассматривается “ленточная” модель, основанная на том           2.1. Объемная основная модель укладки ленты на оправку
предположении,      что     геометрические    характеристики    произвольной формы
поверхности и параметры армирования в зависимости от
внешней формы оправки изменяются в процессе намотки не               При разработке объемной геометрической модели укладки
только вдоль траектории армирования, но и по ширине ленты.      ленты будем считать, что теоретические контуры тела
     В соответствии с принятым “ленточным” методом расчета      многослойной оболочки и схема армирования заданы, причем
армированных        конструкций       при     моделировании     граничные поверхности и толщина стенки оболочки, как в
технологического процесса намотки, как правило, принимают       продольном, так и в поперечном направлении, изменяются
“ленточную” модель укладки армирующего материала и расчета      совершенно произвольно. Тело оболочки имеет произвольную
параметров этого процесса. На основе этой модели                форму, а любое трехмерное тело по определению можно
рассчитываются все параметры процесса намотки оболочки          представить в параметрическом виде. Если фиксировать в
лентой конечной ширины для оправки, изготовленной по            пространстве декартову систему координат x, y, z, неподвижную

                             61                                                              62