Геометрические вопросы адаптивной технологии изготовления конструкций намоткой из волокнистых композиционных материалов. Аюшеев Т.В. - 63 стр.

UptoLike

Составители: 

125
При намотке лонжерона стабилизатора большинство
значений
(
)
,
n
tg t
θ
δ
не превышает 0.06. Таким образом,
геодезическая намотка ленты этой поверхности будет
удовлетворять условию равновесности. Наблюдаются лишь
отдельные незначительные выбросы по ширине ленты в зонах
резкого изменения полной кривизны поверхности.
Рис. 3.7. Изменение угла геодезического отклонения
при намотке лонжерона стабилизатора вертолета
3.3. Расчет деформаций волокон, нитей ленты
Ранее расчеты углов намотки и геодезического отклонения
выполнялись в рамках основной геометрической модели
укладки ленты из КМ. В этой главе вернемся к обобщенной
модели, с изложенными в разделе 2.2 изменениями. При расчете
относительных деформаций нитей будем считать, что они
должны в принципе укладываться по геодезическим параллелям
заданной кривой намотки.
Расчет изменений деформаций различных нитей, волокон
ленты в ее поперечном сечении рассматривался в работах [48,
50, 53]. В этих работах относительные деформации различных
()
,tg t
θ
δ
z
126
волокон, нитей ленты рассчитываются на основе сравнения длин
волокон, нитей ленты в свободном состоянии с длинами
соответствующих геодезических параллелей в соответствии с
предложением о принципиальной укладываемости волокон,
нитей ленты по соответствующим геодезическим параллелям.
Пусть Lдлина ленты из композиционного материала с
однонаправленными волокнами в свободном состоянии. Если
L
- длина кривой, по которой должна укладываться некоторая
нить, волокно ленты, в силу того, что каждая нить ленты в
свободном состоянии имеет длину L, относительное удлинение,
деформация этой нити равна
.
LL
L
ε
=
Так как нам задана кривая намотки
(
)
(
)
(
)()
(
)
,,
kkkk
rt rutvtwt=
rr
,
k
ttt
0
, то мы можем в нашей модели укладки найти
уравнение произвольной геодезической параллели кривой
намотки:
()
(
)
(
)
(
)
(
)
,,,,,,
nnnn
rt rut vt wt
δδ δ
=
rr
,
k
ttt
0
,
.
22
dd
δ
≤≤
Следовательно, можно определить длину этой геодезической
параллели
() ( )
0
,
k
t
n
t
Lrtdt
δδ
=
r
(3.11)
(производная здесь берется по переменной t). В частности, для
кривой намотки имеем:
() ()
0
0
k
t
n
t
Lrtdt
=
r
. (3.12)
По предположению, лента длины L должна укладываться
своими волокнами вдоль рассматриваемых геодезических
параллелей кривой намотки. Согласно построенной модели
укладки волокно, нить, находящаяся на расстоянии
δ
от
среднего волокна, нити ленты, должна укладываться по
геодезической параллели, соответствующей этому
δ
, то
относительная деформация этого волокна, нити определяется по
     При намотке лонжерона стабилизатора большинство            волокон, нитей ленты рассчитываются на основе сравнения длин
значений tgθ n ( t , δ ) не превышает 0.06. Таким образом,      волокон, нитей ленты в свободном состоянии с длинами
геодезическая намотка ленты этой поверхности будет              соответствующих геодезических параллелей в соответствии с
удовлетворять условию равновесности. Наблюдаются лишь           предложением о принципиальной укладываемости волокон,
отдельные незначительные выбросы по ширине ленты в зонах        нитей ленты по соответствующим геодезическим параллелям.
резкого изменения полной кривизны поверхности.                       Пусть L – длина ленты из композиционного материала с
                                                                однонаправленными волокнами в свободном состоянии. Если L ′
 tgθ ( t , δ )                                                  - длина кривой, по которой должна укладываться некоторая
                                                                нить, волокно ленты, в силу того, что каждая нить ленты в
                                                                свободном состоянии имеет длину L, относительное удлинение,
                                                                деформация этой нити равна
                                                                                               L′ − L
                                                                                            ε=         .
                                                                                                 L
                                                                Так как нам задана кривая намотки rk ( t ) = r ( uk ( t ) , vk ( t ) , wk ( t ) ) ,
                                                                                                  r          r

                                                                t 0 ≤ t ≤ t k , то мы можем в нашей модели укладки найти
                                                                уравнение произвольной геодезической параллели кривой
                                                                намотки:
                                                                                                                                                   d      d
                                                                rn ( t , δ ) = r ( un ( t , δ ) , vn ( t , δ ) , wn ( t , δ ) ) , t 0 ≤ t ≤ t k , − ≤ δ ≤ .
                                                                r              r
                                                                                                                                                   2      2
                                                           z    Следовательно, можно определить длину этой геодезической
                                                                параллели
      Рис. 3.7. Изменение угла геодезического отклонения                                                        tk
                                                                                                                   r
      при намотке лонжерона стабилизатора вертолета                                                L (δ ) = ∫ rn′ ( t , δ ) dt                          (3.11)
                                                                                                         t0
3.3. Расчет деформаций волокон, нитей ленты                     (производная здесь берется по переменной t). В частности, для
                                                                кривой намотки имеем:
      Ранее расчеты углов намотки и геодезического отклонения                                   tk
                                                                                                   r
выполнялись в рамках основной геометрической модели                                   L ( 0 ) = ∫ rn′ ( t ) dt .       (3.12)
укладки ленты из КМ. В этой главе вернемся к обобщенной                                                       t0
модели, с изложенными в разделе 2.2 изменениями. При расчете         По предположению, лента длины L должна укладываться
относительных деформаций нитей будем считать, что они           своими волокнами вдоль рассматриваемых геодезических
должны в принципе укладываться по геодезическим параллелям      параллелей кривой намотки. Согласно построенной модели
заданной кривой намотки.                                        укладки волокно, нить, находящаяся на расстоянии δ от
      Расчет изменений деформаций различных нитей, волокон      среднего волокна, нити ленты, должна укладываться по
ленты в ее поперечном сечении рассматривался в работах [48,     геодезической параллели, соответствующей этому δ, то
50, 53]. В этих работах относительные деформации различных      относительная деформация этого волокна, нити определяется по

                             125                                                                              126