Геометрические вопросы адаптивной технологии изготовления конструкций намоткой из волокнистых композиционных материалов. Аюшеев Т.В. - 95 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

189
4.5. Результаты экспериментальных исследований
При проведении экспериментальных исследований
рассматривалась геодезическая намотка композиционной ленты
шириной 5 мм на оправку конической формы. В разделе 2.4 мы
рассматривали модель укладки ленты из однонаправленных
волокон на поверхность эллиптического параболоида (2.24).
Если подставить в это уравнение 0,a
=
1,p
=
то получим
уравнение поверхности кругового конуса:
(
)
(
)
(
)
{
}
,cos;sin;,rz bzc bzc z
ϕϕϕ
=+ +
r
где
ρ
,
ϕ
, z – обобщенные цилиндрические координаты. Ось Оz
является осью симметрии кругового конуса. В нашем случае
рассматривался круговой конус с размерами
0.171,b
=
−
274c = мм,
0
150z
=
мм,
343.5
k
z =
мм.
Геодезическая линия выходила из начальной точки
()
0
274, 200,150M , которая получается при
00
0, 150,
kk
z
=
= под
углом намотки
0
0
60
k
β
=− . Система дифференциальных
уравнений (2.31) решалась численно с помощью метода Рунге-
Кутта. Для данного случая геодезической намотки ленты были
рассчитаны параметры процесса для волокон ленты,
соответствующих 0, 2.5.
=
± При построении геодезических
параллелей также решалась система (2.31). На рисунке 4.23
изображены рассчитанные по программе геодезические
параллели на круговом конусе. Мы имеем наглядное
представление о геодезической намотке ленты на
рассматриваемую поверхность. Геодезическая линия, по которой
укладывается средняя нить ленты, поворачивается назад при
0
181.58 ,
ϕ
=
207.96z
(табл. 4.1) и возвращается на начальное
сечение
0
150z = конуса в точке
()
273.96, 204.4,150
k
M , которая
получается при
0
3.4 ,
ϕ
= с углом намотки
0
59.8
k
β
= .
Намотка ленты по геодезической линии на оправку
конической формы на экспериментальном намоточном роботе
190
Рис. 4.23. Геодезические параллели на конической
поверхности
проводилась в два этапа. На первом этапе проводилась намотка
без применения системы технического зрения. С помощью
математического пакета MathCAD был созданы анимационные
графики, которые визуализируют процесс намотки по расчетной
траектории в трех проекциях (рис. 4.23, а) и в объемном виде
(рис. 4.23, б). На этих графиках наглядно показаны точки
касания среднего волокна ленты с поверхностью оправки и
движения раскладчика ленты намоточного робота в процессе
намотки. Результаты расчета программы в местах поворота и
резкого изменения кривизны поверхности приведены в таблице
4.2. В данной таблице строчными буквами обозначены
координаты точки касания среднего волокна ленты с
поверхностью оправки, а заглавными − координаты точки
x
z
y 
4.5. Результаты экспериментальных исследований

     При проведении экспериментальных исследований                                             y
рассматривалась геодезическая намотка композиционной ленты
шириной 5 мм на оправку конической формы. В разделе 2.4 мы
рассматривали модель укладки ленты из однонаправленных
волокон на поверхность эллиптического параболоида (2.24).
Если подставить в это уравнение a = 0, p = 1, то получим
уравнение поверхности кругового конуса:
     r (ϕ , z ) = {( bz + c ) cos ϕ ; ( bz + c ) sin ϕ ; z} ,
      r

где ρ, ϕ, z – обобщенные цилиндрические координаты. Ось Оz
является осью симметрии кругового конуса. В нашем случае
рассматривался круговой конус с размерами b = −0.171,
c = 274 мм, z0 = 150 мм, zk = 343.5 мм.
       Геодезическая линия выходила из начальной точки                                                                            z
M 0 ( 274, 200,150 ) , которая получается при ϕk 0 = 0, zk 0 = 150, под
                                                                                x
углом намотки β k 0 = −600 . Система дифференциальных
уравнений (2.31) решалась численно с помощью метода Рунге-
Кутта. Для данного случая геодезической намотки ленты были
рассчитаны параметры процесса для волокон ленты,                               Рис. 4.23. Геодезические параллели на конической
соответствующих δ = 0, ±2.5. При построении геодезических                      поверхности
параллелей также решалась система (2.31). На рисунке 4.23
изображены рассчитанные по программе геодезические                        проводилась в два этапа. На первом этапе проводилась намотка
параллели на круговом конусе. Мы имеем наглядное                          без применения системы технического зрения. С помощью
представление      о    геодезической     намотке    ленты    на          математического пакета MathCAD был созданы анимационные
рассматриваемую поверхность. Геодезическая линия, по которой              графики, которые визуализируют процесс намотки по расчетной
укладывается средняя нить ленты, поворачивается назад при                 траектории в трех проекциях (рис. 4.23, а) и в объемном виде
ϕ = 181.580 , z = 207.96 (табл. 4.1) и возвращается на начальное          (рис. 4.23, б). На этих графиках наглядно показаны точки
сечение z0 = 150 конуса в точке M k ( 273.96, 204.4,150 ) , которая       касания среднего волокна ленты с поверхностью оправки и
                                                                          движения раскладчика ленты намоточного робота в процессе
получается при ϕ = 3.40 , с углом намотки β k = 59.80 .                   намотки. Результаты расчета программы в местах поворота и
     Намотка ленты по геодезической линии на оправку                      резкого изменения кривизны поверхности приведены в таблице
конической формы на экспериментальном намоточном роботе                   4.2. В     данной таблице строчными буквами обозначены
                                                                          координаты точки касания среднего волокна ленты с
                                                                          поверхностью оправки, а заглавными − координаты точки

                                 189                                                                  190

Страницы