Геометрические вопросы адаптивной технологии изготовления конструкций намоткой из волокнистых композиционных материалов. Аюшеев Т.В. - 39 стр.

UptoLike

Составители: 

77
()
()
()
1
2
2
2
33 12 23 13 33 22 23
() ()
2,
k
kk
dv t
du t dv t
gg gg gg g
dt dt dt

+− +



()
()
()
2
33 11 13
2
2
33 12 13 23 33 11 13
()
(0)
1
() ()
k
kk
du t
dv
gg g
ds dt
dv t du t
gg gg gg g
dt dt
σ
Γ
=−+

+− +


m
(2.15)
()
()
()
1
2
2
2
33 12 23 13 33 22 23
() ()
2.
k
kk
dv t
du t dv t
gg gg gg g
dt dt dt

+− +



()
()
()
()
()
13 12 23 11
2
2
13 22 23 12 33 11 13
1
2
2
2
33 12 23 13 33 22 23
()
(0)
1
() ()
() () ()
2.
k
kk
kk k
du t
dw
gg gg
ds dt
dv t du t
gg gg gg g
dt dt
du t dv t dv t
gg gg gg g
dt dt dt
σ
Γ
+

+− +



+− +


В формулах (2.15) частные производные функции
(,, )ruvw
r
и значение функции
σ
берутся в точке М, т.е. при
()
k
uut= ,
(
)
k
vvt= ,
()
k
wwt= , а две возможности
распределения знаков зависят от того, по какую сторону от
кривой намотки берутся положительные значения
δ
или, что то
же самое, положительные значения s.
Если найдем решение
()
us
Γ
,
(
)
vs
Γ
,
(
)
ws
Γ
системы
уравнений (2.4), удовлетворяющее начальным условиям (2.15), и
подставим в него значение s
δ
= , то получим уравнение
геодезической параллели к кривой намотки, соответствующей
этому
δ
, а именно:
(
)
(
)
,
n
ut u
δ
Γ
= ,
() ()
,
n
vt v
δ
δ
Γ
= ,
(
)
(
)
,
n
wt w
δ
δ
Γ
=
и
78
(, ) ( (, ), (, ), (, )).
пппп
rt rut vt wt
δ
δδ δ
=
rr
(2.16)
Нетрудно заметить, что полученная модель является
обобщением известнойленточной модели укладки
армирующего материала на поверхность оправки [50, 53].
Действительно, если присвоить
i
ww
=
, то из (2.4) получим
уравнения геодезической линии на поверхности (,, )
i
ruvw
r
:
22
2
11 1
11 12 22
2
22
2
22 2
11 12 22
2
20,
20.
d u du du dv dv
ds ds ds ds
ds
d v du du dv dv
ds ds ds ds
ds
ΓΓ ΓΓ Γ
ΓΓ ΓΓ Γ
 
+
Γ+Γ +Γ=
 
 
 
+
Γ+Γ +Γ=
 
 
(2.17)
Тогда выражения (2.6) для вычисления символов Кристоффеля
принимают следующий вид
1
11 12 11
11 22 12 12
2
11
11 22
12 21 22 12
2
1
22 12 22
22 22 22 12
2
2
11 12 11
11 12 11 11
2
22
2
12 21 11
2
1
2,
2
1
,
2
1
2,
2
1
2,
2
1
2
ggg
ggg
uuv
gg
gg
vu
ggg
ggg
uvv
ggg
ggg
uuv
g
g
σ
σ
σ
σ
σ
∂∂

Γ= +

∂∂

∂∂

Γ=Γ=

∂∂

∂∂

Γ= +

∂∂

∂∂

Γ= +

∂∂

Γ=Γ=
211
12
2
22 12 22
22 12 12 11
2
,
1
2,
2
g
g
uv
ggg
ggg
uvv
σ


∂∂

∂∂

Γ= +

∂∂

(2.18)
где
2
11 22 12
g
gg
σ
=−.
Начальные условия (2.15) будут выражаться следующим
образом:
(
)
(
)
0
k
uut
Γ
= ,
(
)
(
)
0
k
vvt
Γ
=
и
                                                                                                             r             r
                                                                                   −
                                                                                       1
                                                                                                             rп (t , δ ) = r (uп (t , δ ), vп (t , δ ), wп (t , δ )).     (2.16)
                                                                  dvk ( t )  
                                                                             2         2
                         du (t ) dvk (t )
+2 ( g33 g12 − g 23 g13 ) k               + ( g33 g 22 − g 23
                                                           2
                                                              )  dt                  ,         Нетрудно заметить, что полученная модель является
                           dt      dt                                                        обобщением       известной             “ленточной”               модели укладки
                                                                                                армирующего материала на поверхность оправки [50, 53].
dvΓ (0)       1                  du (t )
         = m ( g33 g11 − g132 ) k          +                                                   Действительно, если присвоить w = wi , то из (2.4) получим
  ds         σ                      dt                                                         уравнения геодезической линии на поверхности r (u , v, wi ) :
                                                                                                                                                                      r
                                                                                       (2.15)
                         dvk (t )  
                                                                 2
                                                  2  duk (t ) 
                                                                                                                       2                                      2
+ ( g33 g12 − g13 g 23 )            ( g33 g11 − g13 )         +
                                                                                                d 2 uΓ         du          du   dv
                                                                                                       + Γ111  Γ  + 2Γ112  Γ   Γ
                                                                                                                                                 1  dvΓ 
                           dt                       dt                                         2                                        + Γ 22  ds  = 0,
                                                                                                 ds            ds          ds   ds                  
                                                                                       1                             2                                  2
                                                                                                                                                             (2.17)
                                                                                   −            d 2 vΓ     2  duΓ        2  duΓ   dvΓ   2  dvΓ 
                                                              dvk ( t )  
                                                                             2         2
                    duk (t ) dvk (t )                                                                  + Γ11       + 2Γ12  ds   ds  + Γ 22  ds  = 0.
+2 ( g33 g12 − g 23 g13 )             + ( g33 g 22 − g 23
                                                       2
                                                          )                           .     ds 2          ds                              
                       dt      dt                             dt                            Тогда выражения (2.6) для вычисления символов Кристоффеля
dwΓ (0)    1                       du (t )                                                     принимают следующий вид
        = ± ( g13 g12 − g 23 g11 ) k        +
  ds       σ                         dt                                                                        1      ∂g11         ∂g       ∂g 
                                                                                                       Γ111 =        g
                                                                                                                 2  22
                                                                                                                             − 2 g12 12 + g12 11  ,
                                                                                                               2σ       ∂u           ∂u       ∂v 
                          dvk (t )  
                                                                  2
                                                   2  duk (t ) 
+ ( g13 g 22 − g 23 g12 )            ( g33 g11 − g13 )         +                                                1       ∂g11       ∂g 
                            dt                       dt                                          Γ112 = Γ121 =    g
                                                                                                                     2  22
                                                                                                                                 − g12 22  ,
                                                                                                                  2σ        ∂v         ∂u 
                                                                                       1
                                                                                 −
                         du (t ) dvk (t )                  2  dvk (t ) 
                                                                           2
                                                                            2
                                                                                                                1      ∂g          ∂g        ∂g             
+2 ( g33 g12 − g 23 g13 ) k               + ( g33 g 22 − g 23 )  dt   .                             Γ122 = − 2  g 22 22 − 2 g 22 12 + g12 22             ,
                           dt      dt                                                                      2σ       ∂u           ∂v       ∂v            
                                                                                                                                                                        (2.18)
         В формулах (2.15) частные производные функции                                                            1      ∂g          ∂g         ∂g 
r                                                                                                      Γ = − 2  g12 11 − 2 g11 12 + g11 11  ,
                                                                                                         2
                                                                                                         11
r (u , v, w) и значение функции σ берутся в точке М, т.е. при                                                   2σ        ∂u          ∂u         ∂v 
u = uk ( t ) ,     v = vk ( t ) ,   w = wk ( t ) ,      а     две        возможности                                  1      ∂g 22      ∂g 
                                                                                                       Γ12
                                                                                                        2
                                                                                                           = Γ 221 =      g
                                                                                                                       2  11
                                                                                                                                    − g12 11  ,
распределения знаков зависят от того, по какую сторону от                                                            2σ       ∂u         ∂v 
кривой намотки берутся положительные значения δ или, что то                                                       1      ∂g 22        ∂g       ∂g      
же самое, положительные значения s.                                                                    Γ 222 =        g
                                                                                                                   2  12
                                                                                                                                − 2 g12 12 + g11 22     ,
                                                                                                                 2σ       ∂u           ∂v       ∂v     
       Если найдем решение uΓ ( s ) , vΓ ( s ) , wΓ ( s ) системы
уравнений (2.4), удовлетворяющее начальным условиям (2.15), и                                   где σ = g11 g 22 − g122 .
подставим в него значение s = δ , то получим уравнение                                             Начальные условия (2.15) будут выражаться следующим
геодезической параллели к кривой намотки, соответствующей                                       образом:
этому δ, а именно:
                                                                                                                 uΓ ( 0 ) = uk ( t ) , vΓ ( 0 ) = vk ( t )
       un ( t , δ ) = uΓ (δ ) , vn ( t , δ ) = vΓ (δ ) , wn ( t , δ ) = wΓ (δ )
                                                                                                и
и

                                          77                                                                                          78