Геометрические вопросы адаптивной технологии изготовления конструкций намоткой из волокнистых композиционных материалов. Аюшеев Т.В. - 56 стр.

ГЛАВА 3                                                        кривой, по которой укладывается нить, и некоторым
РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА НАМОТКИ                             характерным направлением, соответствующим данной точке
                                                               поверхности. Различным точкам поверхности оправки в общем
      Расчет параметров процесса намотки лентами из            случае соответствуют характерные различные направления. Как
волокнистых композиционных материалов неразрывно связан с      правило, в качестве характерного направления принимают одно
геометрической моделью укладки ленты на поверхность            из семейств линий каркаса поверхности.
оправки. Для расчета конструкций с поверхностью сложной               При расчете угла намотки в работах различных авторов [6,
формы нужны геометрические модели более точно и полно          17, 35, 97-99] лента отождествляется со средней нитью, которая
описывающие укладку лент на поверхность оправки. Модель,       укладывается по кривой намотки. Поэтому не делается
частности, должна отражать однонаправленную структуру лент,    различия в геометрической форме волокон, нитей ленты по ее
учитывать изменение геометрических характеристик ленты не      ширине, все они имеют одинаковые углы намотки.
только по ее средней нити или любой другой ее нити по ширине          В общем случае в “нитевой” модели характерное
ленты при укладке на поверхность оправки, но и по толщине      направление в произвольной точке М поверхности задается
                                                                                      r r
получаемой оболочки армирования, что повышает точность         единичным вектором l = l ( M ) . Зная уравнение кривой намотки
расчетов и точность программирования процесса намотки.          r r
Этапы проектирования и изготовления конструкции процессом      rk = rk ( t ) для любого значения t, можно определить угол
намотки должны быть тесно взаимосвязаны. Именно на стадии      намотки β k = β k ( t ) в произвольной точке кривой намотки:
расчета параметров процесса намотки в принятой модели                                               r
                                                                                                  drk r 
укладки ленты из КМ выявляется несоответствие рассчитанных                                        dt , l 
при     проектировании     характеристик    конструкции    и                           cos β k =  r  .                    (3.1)
характеристик, получаемых при намотке. И даже если при                                              drk
проектировании конструкции были принята “нитевая” модель,                                            dt
то при моделировании процесса намотки возможно
                                                               Такой метод расчета угла намотки не позволяет учитывать
использование объемной “ленточной” модели, учитывающей
                                                               изменение геометрической формы волокон, нитей ленты по ее
изменения параметров по толщине получаемой оболочки
                                                               ширине, так как все они имеют одинаковые углы намотки вдоль
армирования для коррекции и уточнения проектных расчетов.
                                                               поперечного сечения ленты. На самом деле, в процессе намотки
                                                               каждое волокно, нить, укладывается по своей кривой на
3.1. Расчет углов намотки
                                                               поверхность оправки, имеет свою форму, свои геометрические
                                                               характеристики, которые могут сильно отличаться друг от друга
     Как известно, угол намотки определяет ориентацию
                                                               в зависимости от ширины ленты, особенно на участках
расчета   схемы    (рисунка)   армирования   многослойной
                                                               поверхности, где происходит резкое изменение кривизны.
конструкции. Исходя из прочностных расчетов проектируемой
                                                               Различие у разных волокон, нитей ленты углов намотки может
конструкции, определяется схема армирования. Угол намотки
                                                               привести к изменению их ориентации и к существенному
является важнейшим параметров процесса намотки, так как от
                                                               нарушению рассчитанной схемы армирования, к неприлеганию
точности расчета угла намотки зависят прочностные
                                                               ленты к поверхности оправки.
характеристики изделия.
                                                                    В отличие от “нитевой” модели, где не моделируется
     Под углом намотки нити на произвольной поверхности
                                                               укладка различных волокон, нитей ленты в поперечном сечении
понимается угол, образованный в данной точке направлением

                            111                                                               112