Геометрические вопросы адаптивной технологии изготовления конструкций намоткой из волокнистых композиционных материалов. Аюшеев Т.В. - 71 стр.

UptoLike

Составители: 

141
()
()
0
max
0
0
0.
LL
L
εε
=≤
Условие (3.26) позволяет получить глобальную
характеристику прилегания данного участка поверхности
оправки. Для определения зон неприлегания на данном участке
ленты удобнее всего пользоваться локальной характеристикой
(3.25)
()
(
)
()
()
()
max
,
0, ,011 ,
n
k
rt
tt
rt
δ
εδ ε ε
≤= +
r
r
где
[]
k
ttt ,
0
, ,
22
dd
δ
∈−
.
Возможно, предложить другой способ вычисления, в
случае рассматриваемого прилегания нитей ленты относительно
удлинения отрезка геодезической параллели, имеющего
минимальную длину на данном участке поверхности оправки.
Если участок нити ленты длиной L укладывается на оправку
так, что начало каждой нити совпадает с точкой
(
)
,
п
rt
δ
r
, а конец
с точкой
(
)
,
п
rt t
δ
+∆
r
при соответствующем значении
δ
, то
относительное удлинение этого участка нити имеет вид
()
()
,
LL
L
δ
εδ
∆−
=
(3.27)
Здесь
() ( ) ()
,,
tt
ni п
t
Lrtdtrttt
δ
δδ θδ
+∆
′′
∆= =+
rr
. Последнее
выражение получено на основании теоремы о среднем, где
01
δ
θ
≤≤. Тогда, подставляя последнее выражение в (3.27),
получим
()
(
)
,
1
п
rt t t
L
δ
θδ
εδ
+∆
=
r
. (3.28)
В частности, для нити при
0
δ
=
будем иметь
()
()
(
)
0
0
0
0
,
1
п
rt t t
LL
LL
δ
θδ
δ
εδ
+∆
∆−
==
∆∆
r
. (3.29)
142
Из выражения (3.29) найдем
(
)
()
0
0
0
1
,
п
t
L
rt t
δ
εδ
θ
δ
+
=
+∆
r
. (3.30)
Подставляя выражение (3.30) в (3.28), получаем
()
(
)
()
()
()
0
0
0
,
11.
,
n
n
rt t
rt t
δ
δ
θδ
εδ εδ
θδ
+∆
=
+−
+∆
r
r
Перейдя к пределу при 0t
в последнем равенстве,
найдем относительное удлинение в данной точке
(
)
,
п
rt
δ
r
:
()
(
)
()
()
()
0
0
,
,,11.
,
ni
п
rt
tt
rt
δ
εδ εδ
δ
=
+−
r
r
(3.31)
Причем при 0
δ
=
()
(
)
()
()
()
0
0
,0 , 1 1.
,
k
п
rt
tt
rt
εεδ
δ
=
+−
r
r
Поскольку нить ленты при
0
δ
=
укладывается по
соответствующей геодезической параллели, то, как и выше,
должно выполняться условие
(
)
0max
,t
ε
δε
,
иначе эта нить порвется. Следовательно, если мы желаем, чтобы
лента на данном участке прилегала к поверхности оправки и
принимала ее форму, то нужно требовать выполнения такого же,
как и (3.25), условия
(
)
max
,t
ε
δε
для каждого t,
0 i
ttt
, и каждого
δ
,
i
δ
δ
=
, 1..iN
=
.
Для этого необходимо определить натяжение в каждой
нити ленты. Из уравнений, описывающих напряженно-
деформированное состояние оболочки, могут быть определены
напряжения, которые должны создаваться в ленте при ее
укладке. Так как напряжения и деформации подчинены закону
Гука, то можно записать выражение
,
E
σ
ε
=
(3.32)
где Екоэффициент упругости материала.
                               L ( 0 ) − L0                                              Из выражения (3.29) найдем
                    ε ( 0) =                  ≤ ε max .
                                                                                                      ∆t       ε (δ 0 ) + 1
                                      L0                                                                  = r                .                            (3.30)
       Условие        (3.26)          позволяет           получить   глобальную                                           (
                                                                                                      ∆L rп′ t + θδ ∆t , δ 0
                                                                                                                                   0
                                                                                                                                               )
характеристику прилегания данного участка поверхности
                                                                                          Подставляя выражение (3.30) в (3.28), получаем
оправки. Для определения зон неприлегания на данном участке                                                  r
                                                                                                             rn′ ( t + θδ ∆t , δ )
ленты удобнее всего пользоваться локальной характеристикой                                        ε (δ ) = r                        (ε (δ 0 ) + 1) − 1.
(3.25)                                                                                                     rn′t + θδ 0 ∆t , δ 0 ( )
                       r
                       rn′ ( t , δ )
       0 ≤ ε (t, δ ) = r             (ε ( t , 0 ) + 1) − 1 ≤ ε max ,                    Перейдя к пределу при ∆t → 0 в последнем равенстве,
                         rk′ ( t )                                                 найдем относительное удлинение в данной точке rп ( t , δ ) :
                                                                                                                                                   r
                                                                                                          r
                             d d
где t ∈ [t 0 , t k ] , δ ∈  − ,  .                                                                      rn′ ( t , δ i )
                             2 2
                                                                                              ε (t, δ ) = r               (ε ( t , δ 0 ) + 1) − 1.   (3.31)
                                                                                                          rп′ ( t , δ 0 )
      Возможно, предложить другой способ вычисления, в
случае рассматриваемого прилегания нитей ленты относительно                              Причем при δ = 0
                                                                                                       r
удлинения отрезка геодезической параллели, имеющего                                                    rk′ ( t )
                                                                                         ε (t, 0) = r               (ε ( t , δ 0 ) + 1) − 1.
минимальную длину на данном участке поверхности оправки.                                            rп′ ( t , δ 0 )
Если участок нити ленты длиной ∆L укладывается на оправку
                                                                   r                     Поскольку нить ленты при δ = δ 0 укладывается по
так, что начало каждой нити совпадает с точкой rп ( t , δ ) , а конец
                   r                                                               соответствующей геодезической параллели, то, как и выше,
– с точкой rп ( t + ∆t , δ ) при соответствующем значении δ, то                    должно выполняться условие
относительное удлинение этого участка нити имеет вид                                                      ε ( t , δ 0 ) ≤ ε max ,
                                     ∆L (δ ) − ∆L                                  иначе эта нить порвется. Следовательно, если мы желаем, чтобы
                            ε (δ ) =                ,                     (3.27)
                                         ∆L                                        лента на данном участке прилегала к поверхности оправки и
                         t +∆t
                               r              r                                    принимала ее форму, то нужно требовать выполнения такого же,
Здесь      ∆L (δ ) = ∫ rn′ ( t , δ i ) dt = rп′ ( t + θδ ∆t , δ ) ∆t . Последнее   как и (3.25), условия
                       t
                                                                                                         ε ( t , δ ) ≤ ε max
выражение получено на основании теоремы о среднем, где
0 ≤ θδ ≤ 1 . Тогда, подставляя последнее выражение в (3.27),                       для каждого t, t0 ≤ t ≤ ti , и каждого δ, δ = δ i , i = 1..N .
получим                                                                                  Для этого необходимо определить натяжение в каждой
                            r                                                      нити ленты. Из уравнений, описывающих напряженно-
                            rп′ ( t + θδ ∆t , δ ) ∆t
                  ε (δ ) =                           −1.       (3.28)              деформированное состояние оболочки, могут быть определены
                                       ∆L                                          напряжения, которые должны создаваться в ленте при ее
       В частности, для нити при δ = δ 0 будем иметь                               укладке. Так как напряжения и деформации подчинены закону
                                       r
                                         (
                  ∆L (δ 0 ) − ∆L rп′ t + θδ0 ∆t , δ 0 ∆t  )                        Гука, то можно записать выражение
                                                                                                               σ = Eε ,                           (3.32)
       ε (δ 0 ) =                   =                    − 1. (3.29)
                       ∆L                         ∆L                               где Е – коэффициент упругости материала.

                                        141                                                                                   142