Геометрические вопросы адаптивной технологии изготовления конструкций намоткой из волокнистых композиционных материалов. Аюшеев Т.В. - 35 стр.

UptoLike

Составители: 

69
где круглые скобки обозначают скалярное произведение
векторов.
Рассмотрим в соответствии с нашей моделью процесса
намотки произвольную точку
() () ()
(
)
() () ()
(
)
() () ()
(
)
(
)
,, , ,, , ,,
kk k kk k kk k
M
xutvtwt yutvtwt zutvtwt
кривой намотки
()
k
rrt=
rr
. Пусть sдлина дуги вдоль
геодезической линии, перпендикулярной к кривой намотки,
проходящей через точку М и откладываемой от этой точки, а
(
)
uus
Γ
= ,
(
)
vvs
Γ
= ,
(
)
wws
Γ
= функции, задающие эту
геодезическую линию внутри тела оболочки армирования. Тогда
геодезическая линия имеет следующее параметрическое
задание:
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
,, .rs ru svsws
ΓΓΓΓ
=
rr
Очевидно, что при
0s =
получается точка М. При 0s >
дуга геодезической линии откладывается по одну сторону от
кривой намотки, а при
0s
<
по другую.
Уравнения геодезической линии внутри тела оболочки
можно записать в виде [93]:
22
2
1111
11 12 22 13
2
22
d u du du dv dv du dw
ds ds ds ds ds ds
ds
ΓΓ ΓΓΓ ΓΓ

+Γ +Γ +


2
11
23 33
20,
dv dw dw
ds ds ds
ΓΓ Γ

+Γ =


(2.4)
70
22
2
2222
11 12 22 13
2
22
d v du du dv dv du dw
ds ds ds ds ds ds
ds
ΓΓ ΓΓΓ ΓΓ

Γ+Γ +Γ+Γ +


2
22
23 33
22
2
3333
11 12 22 13
2
2
33
23 33
20,
22
20.
dv dw dw
ds ds ds
d w du du dv dv du dw
ds ds ds ds ds ds
ds
dv dw dw
ds ds ds
ΓΓ Γ
ΓΓ ΓΓΓ ΓΓ
ΓΓ Γ

+Γ =



+
Γ+Γ +Γ+Γ +



+Γ =


Здесь через
k
ij
Γ
обозначены символы Кристоффеля, которые
имеют вид [93, 94]:
()
()
()
()
()
12
11 11 12
11 22 33 23 12 33 23 31
2
11
12 23 22 13
11 2
11 22
12 21 22 33 23 12 33 23 13
2
1
2
2
,
1
2
ggg
gg g gg gg
uvu
g
gg gg
w
gg
gg g gg gg
vu
σ
σ
∂∂

Γ= +

∂∂

−−
∂∂
Γ=Γ= +
∂∂
()
13 23
12
12 23 22 13
,
gg
g
gg gg
vuw
∂∂

+− +

∂∂

(2.5)
()
()
()
()
()
()
11 2
23
11
13 31 22 33 23 13 23 33 12
2
13 33
12
12 23 22 13
12
22 12 22
22 22 33 23 12 33 23 13
2
23
22
12 23 22 13
1
2
,
1
2
2
2
g
g
gg g gg gg
wu
gg
g
gg gg
wv u
gg g
gg g gg gg
uv v
g
g
gg gg
wv
σ
σ
Γ=Γ= + +
∂∂
∂∂
+− +
∂∂
∂

Γ= +

∂∂


−−

∂∂

,
где круглые скобки обозначают                                             скалярное               произведение             d 2 vΓ
                                                                                                                                               2                                   2
                                                                                                                                     2  duΓ      2 duΓ dvΓ    2  dvΓ      2 duΓ dwΓ
                                                                                                                                2
                                                                                                                                  + Γ11  ds  + 2Γ12 ds ds + Γ 22  ds  + 2Γ13 ds ds +
векторов.                                                                                                                   ds                                       
          Рассмотрим в соответствии с нашей моделью процесса                                                                                               2
                                                                                                                                     dvΓ dwΓ    2  dwΓ 
намотки произвольную точку                                                                                                 +2Γ 223           + Γ33  ds  = 0,
                                                                                                                                      ds ds            
    (
M x ( uk ( t ) , vk ( t ) , wk ( t ) ) , y ( uk ( t ) , vk ( t ) , wk ( t ) ) , z ( uk ( t ) , vk ( t ) , wk ( t ) )   )   d 2 wΓ    3  duΓ 
                                                                                                                                  + Γ11
                                                                                                                                                2
                                                                                                                                                   3 duΓ dvΓ    3  dvΓ 
                                                                                                                                                                                    2
                                                                                                                                                                              3 duΓ dwΓ
                                                                                                                               2         ds  + 2Γ12 ds ds + Γ 22  ds  + 2Γ13 ds ds +
                                     r r                                                                                    ds                                       
кривой намотки                       r = rk ( t ) . Пусть s – длина дуги вдоль                                                                             2
                                                                                                                                 dvΓ dwΓ    3  dwΓ 
геодезической линии, перпендикулярной к кривой намотки,                                                                    +2Γ 323       + Γ33  ds  = 0.
                                                                                                                                  ds ds            
проходящей через точку М и откладываемой от этой точки, а                                                                  Здесь через Γ ij обозначены символы Кристоффеля, которые
                                                                                                                                         k


u = uΓ ( s ) , v = vΓ ( s ) , w = wΓ ( s ) − функции, задающие эту                                                         имеют вид [93, 94]:
                                                                                                                                     1                     ∂g                         ∂g    ∂g 
                                                                                                                                       2  ( 22 33
геодезическую линию внутри тела оболочки армирования. Тогда                                                                Γ111 =           g g − g 232 ) 11 + ( g12 g33 − g 23 g31 )  11 − 2 12  −
                                                                                                                                   2σ                       ∂u                        ∂v     ∂u 
геодезическая                  линия            имеет           следующее                  параметрическое                                          ∂g 
                                                                                                                           − ( g12 g 23 − g 22 g13 ) 11  ,
задание:                                                                                                                                             ∂w 
                                rΓ ( s ) = r ( uΓ ( s ) , vΓ ( s ) , wΓ ( s ) ) .
                                r          r                                                                                                  1                   ∂g                          ∂g
                                                                                                                                                2  ( 22 33
                                                                                                                           Γ112 = Γ121 = −            g g − g 232 ) 11 − ( g12 g33 − g 23 g13 ) 22 +
                                                                                                                                            2σ                     ∂v                          ∂u
          Очевидно, что при s = 0 получается точка М. При s > 0
                                                                                                                                                    ∂g    ∂g    ∂g  
дуга геодезической линии откладывается по одну сторону от                                                                  + ( g12 g23 − g22 g13 )  13 + 23 − 12   ,                            (2.5)
                                                                                                                                                    ∂v     ∂u    ∂w  
кривой намотки, а при s < 0 − по другую.                                                                                             1                       ∂g                       ∂g
                                                                                                                                       2  ( 22 33
                                                                                                                           Γ113 = Γ131 =    g g − g 232 ) 11 + ( g13 g 23 − g33 g12 )  23 +
          Уравнения геодезической линии внутри тела оболочки                                                                       2σ                         ∂w                      ∂u
можно записать в виде [93]:                                                                                                 ∂g   ∂g                            ∂g 
                                                                                                                           + 12 − 13  + ( g12 g 23 − g 22 g13 ) 33  ,
                                2                                                    2                                       ∂w   ∂v                            ∂u 
d 2 uΓ         du        du dv        dv        du dwΓ
       + Γ111  Γ  + 2Γ112 Γ Γ + Γ122  Γ  + 2Γ113 Γ     +
                                                                                                                                     1                     ∂g        ∂g                             ∂g 22
                                                                                                                                        2  ( 22 33
                                                                                                                                             g g − g 232 )  22 − 2 12
     2
               ds                                                                                                                                                           + ( g12 g33 − g 23 g13 ) ∂v −
 ds                         ds ds       ds         ds ds                                                                 Γ122 =
                                                                                                                                   2σ                      ∂u         ∂v   
                                                  2
           dvΓ dwΓ         dw 
+2Γ123             + Γ133  Γ  = 0,                                                                              (2.4)                               ∂g     ∂g  
            ds ds          ds                                                                                            − ( g12 g 23 − g 22 g13 )  22 − 2 23   ,
                                                                                                                                                      ∂w      ∂v  



                                                           69                                                                                                   70