ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Анализ результатов расчета на устойчивость оболочек, полученных косой, перекрестной и изотропной намотками из "Композитные оболочки при силовых и тепловых воздействиях " Ниже анализируются результаты расчета шести типов оболочек с монослоями на полимерной и металлической матрицах, упругие характеристики которых представлены в табл. 5.1. [c.212] Устойчивость при кручении. В этом случае получить без упрощений замкнутые формулы для критического сдвигающего усилия не удается. Поэтому для каждого заданного угла это усилие находилось численным методом с помощью программ на языке ФОРТРАН. Одна из них приведена в [60]. Ниже представлены алгоритмы определения критических сдвигающих усилий. [c.212] После нахождения N 2 заданных тип определялось его минимальное значение для данного угла (р путем перебора по всем m и п, т. е. [c.212] Потеря устойчивости оболочки сопровождалась образованием одной полуволны в осевом направлении. [c.217] Для стеклопластиковых оболочек с l/R = 2 (рис. 5.9) выгодна косая перекрестная намотка (рот 85°), прямая намотка воспринимает чуть меньшее давление, для оболочек с 1/R — 6 имеет смысл прямая намотка под углом (р = 90°, и, наконец, для оболочек с 1/R = 8 — косая однозаходная намотка (у опт 15°). Для углепластиковых оболочек с 1/R — 4—6 ipom = 15°. [c.218] Для оболочек, состоящих из двух разноориентированных слоев, учет эффектов взаимного влияния приводит к снижению критического давления (см., например, на рис. 5.9 кривые 3 и 4), причем это является существенньпм для высокомодульных материалов. [c.218] Изотропная оболочка воспринимает, как правило, меньшие давления, чем оболочка, изготовленная косой однозаходной намоткой. [c.218] Углепластиковые оболочки с косой однозаходной намоткой с E1IE2 = 0,5 имеют большее значение максимального критического давления, чем оболочки, у которых монослои с Е1/Е2 = 2. Таким образом, ориентировка наполнителя относительно координатных осей оболочки имеет существенное значение. [c.218] Для оболочек с 1/R = 2, h/R = 10 , h = 1,5 мм, изготовленных прямой намоткой под углом — имеет место хорошее совпадение результатов численной минимизации выражения (5.7) с результатами, полученными в гл. 2. Для 1/Кф2 это совпадение нарушается (табл. 5.3). [c.219] Укажем, что при определении критических сжимающих усилий принимались во внимание как осесимметричная, так и неосесимметричная формы потери устойчивости. [c.219] Известно [72], что упругие свойства КМ в основном определяются упругими характеристиками и ориентацией наполнителя. Модули упругости в главных направлениях анизотропии зависят от числа нитей в этих направлениях. Следовательно, при заданной суммарной плотности монослоя по основе и утку сумма модулей упругости в главных направлениях анизотропии Е Е2 остается почти постоянной. Исходя из этого и с целью исследования влияния модуля сдвига монослоев были выбраны данные, представленные в табл. 5.4. Результаты расчета по определению критического сжимающего усилия для всех рассматриваемых намоток представлены на рис. 5.11. [c.220] Как и следовало ожидать, косая перекрестная намотка весьма незначительно повьш1ает критическое усилие цилиндрической оболочки. Это объясняется тем [72], что наиболее оптимальное соотношение модулей упругости в осевом и кольцевом направлениях и модуля сдвига, которое должно было бы привести к существенному увеличению критического усилия, сопровождается возрастанием степени свободы, выражающимся в возможности появления косых форм потери устойчивости, что снижает критическое усилие. [c.220] Отметим, что проведение расчетов с целью получения рекомендаций на самые различные случаи соотношений характеристик упругости монослоев и геометрических размеров вряд ли целесообразно. По-видимому, более разумно проводить расчеты для заданных геометрических размеров и ограниченного числа материалов монослоев, из которых необходимо выбрать наиболее оптимальный. [c.220] Устойчивость при совместном действии осевого сжатия и внешнего давления. В этом случае исходным для определения критического сжимающего усилия оболочек варианта I являлось выражение (5.8). Его минимизацию проводили при фиксированном параметре нагрузки х = N /N по целочисленным параметрам тип. Параметр нагрузки х изменяли в диапазоне от О до 1 с шагом 0,2. При этом принимали во внимание как осесимметричную, так и неосесимметричную формы потери устойчивости. [c.222] Анализ результатов расчета показал, что в этом случае наблюдается иная картина, чем в случае одного сжатия. Об этом свидетельствуют кривые, приведенные на рис. 5.10 для угле- и стеклопластиков ой оболочек (соответстйие кривой намотке то же, что и в случае осевого сжатия). Косая перекрестная намотка позволяет снять большие критические усилия на оболочках, чем изотропная, прямая и косая однозаходная. Оптимальный угол для материалов с равными значениями модулей нормальной упругости близок к 15°. Характер максимума пологий. Для стеклопластиковых оболочек оптимальный угол лежит в диапазоне 60—75°. [c.222] Внешнее давление приводит к снижению критического осевого усилия. [c.222] Совместное действие осевого сжатия и внутреннего давления. [c.222] Критические сжимающие усилия в этом случае для оболочек варианта I определялись так же, как и в предыдущем случае. Параметр нагрузки X изменялся в пределах от —1,0 до —0,2 с шагом 0,2. [c.222] И параметра нагрузки. Так, например, для углепластиковых оболочек опт = 72—80°, причем большие значения угла соответствуют ббльшим по модулю значениям я. [c.223] Устойчивость при совместном действии 1фучения и внешнего давления. Здесь, как и в случае совместного действия осевого сжатия и давления, необходимо для фиксированного значения параметра нагрузки я = N /Nn О провести минимизацию выражений (6.1) по параметрам т, п, Ai, Аг, где Ai и Аг связаны соотношением Аг — Ai = 2nmR/l. Процедура нахождения критического сжимающего усилия та же, что и для случая одного кручения. [c.223] Вернуться к основной статье