ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Исследование напряженного состояния и оптимальных схем армирования цилиндрической оболочки из "Прочность цилиндрических оболочек из армированных материалов " Цилиндр ическая оболочка, образованная методом намотки, является основным элементом многих конструкций, изготовленных из стеклопластика. Расчетная схема оболочки существенным образом зависит от принятой модели структуры материала.. В настоящее время можно отметить три основных пути построения такой модели. [c.5] Первый из них основан на представлении материала в виде упорядоченно или случайно расположенных в изотропной среде (связующем) армирующих элементов (волокон). Модели такого рода, предложенные различными авторами [1, 26, 27, 50, 86, 98, 103, 104, ИЗ], позволяют определять средние упругие постоянные материала в зависимости от упругих постоянных волокон и связующего и их относительного объемного содержания в материале. [c.5] Второй путь основан на замене исходного гетерогенного материала условной однородной анизотропной средой, упругие характеристики которой находятся расчетно-экспериментальны-ми методами. Различные варианты этого подхода характеризуются порядком введения в расчет экспериментальных констант. В частности, они могут быть введены как упругие характеристики некоторого элемента, из которого затем образуется анизотропная среда. При этом ее упругие постоянные находятся расчетным путем на основании известных геометрических соотношений, определяющих преобразование постоянных при повороте осей координат [5, 66]. Для плоской задачи теории упругости соответствующие результаты получены в работах [11, 20, 30, 85, 99, 105, 120]. [c.5] Возможен также прямой экспериментальный путь определения характеристик материала на образцах, вырезанных из конструкции. [c.5] Наконец, третья возможная модель структуры стеклопластика используется при определении оптимальных схем армирования и основана на замене оболочки пространственной системой гибких нитей. Связующее при этом не учитывается. [c.6] В настоящей главе цилиндрическая оболочка считается конструктивно анизотропной, причем за основной элемент принимается элементарная полоска в виде стеклоленты, пропитанной заполимеризованным связующим. Выбор такого элемента представляется обоснованным, так как именно из него образуется оболочка в процессе намотки. [c.6] Элементарная ортотропная полоска наделяется жесткостью при растяжении — сжатии в двух направлениях и сдвиге, соответствующие упругие постоянные определяются экспериментально. Существующие теоретические зависимости не используются, поскольку они не учитывают ряда технологических факторов, например, натяжения ленты при намотке, давления, прессования, режима отверждения и других параметров, влияющих на механические свойства. С другой стороны, экспериментальный путь определения характеристик анизотропного материала представляется нецелесообразным, так как связан с большим объемом экспериментальных исследований. [c.6] Упругие постоянные и пределы прочности элемента находились в результате испытаний цилиндрических оболочек и колец, изготовленных радиальной намоткой. [c.6] Как уже отмечалось, одной из основных задач, связанных с расчетом оболочек из армированных материалов, является проектирование оптимальных конструкций. [c.6] Задача о рациональном расположении армирующих элементов в случае однородного (не зависящего от координат) плоского напряженного состояния рассмотрена в работах [60, 123]. Наиболее подробно в настоящее время исследован вопрос о проектировании цилиндрической оболочки, нагруженной равномерным внутренним давлением. Метод расчета таких конструкций, называемый в зарубежной литературе сетчатым анализом , основан на том, что поверхность оболочки считается образованной сеткой абсолютно гибких и не связанных между собой нитей, что и определило название метода. [c.6] Критерием оптимальности служит условие равнопрочности нитей. Этот метод использован для определения оптимальных схем армирования в различных работах [54, 58, 61, 62, 69, 89, 102, 106—ПО, 114, 116, 118, 129, 134]. При этом задача расчета оболочки является статически определимой. Возможны также другие критерии оптимальности, например, по минимуму характерной деформации [112] или по максимуму критической нагрузки в задачах устойчивости [62, 70, 116]. [c.6] Вернуться к основной статье