ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Методы управления начальными напряжениями из "Композиционные материалы " По заданным после намотки или в готовом изделии эпюрам напряжений можно найти закон изменения натяжения при намотке, обеспечивающий эти эпюры, что составляет предмет программированной намотки. [c.472] При этом должны быть удовлетворены следующие ограничения напряжения О0 ни в одном из витков не должны оказаться сжимающими (во избежание искривлений арматуры) натяжение не должно превзойти предел прочности наматываемого материала. Этими требованиями ограничивается сверху область относительных и абсолютных размеров намоточных изделий, в которых можно эффективно пользоваться натяжением для регулирования начальных напряжений. [c.472] Уже из рассмотрения этой диаграммы следует, что создавать радиальные напряжения в изделии, существенно превышающие а, нерационально, так как при этом не достигается большая степень уплотнения, чем при напряжении а, зато появляется опасность перехода волокон из области предварительного растяжения в область сжатия, что связано с возникновением искривлений. Если после намотки радиальные напряжения внутри изделия не достигают а и прикладывается наружное давление, меньшее или равное — а, то в ряде случаев (например, при больших X) максимальное суммарное радиальное напряжение будет на наружном радиусе. В этом случае процесс нагрузки описывается линейно-упругим вариантом теории с анизотропией Я, а процесс разгрузки — тем же линейным вариантом с анизотропией ш. Давление опрессовки связано с приращением радиальных и окружных напряжений посредством (7.24), (7.25). [c.474] Опрессовка — это процесс с повышенной опасностью возникновения искривления. Поэтому кроме расчета степени уплотнения для опрессовки важен расчет окружных напряжений. Максимальное допустимое давление должно быть меньше такого, при котором минимум суммарных окружных напряжений (от намотки и от приложения давления Рд) равен нулю. При больших степенях анизотропии X, этот минимум достигается практически всегда на наружном радиусе, где окружные напряжения от намотки равны ag (Лд). Следовательно, приращение окружных напряжений в этой точке max До0 от приложения давления не должно превышать а (г . На рис. 7.19 приведены подсчитанные по линейноупругой теории зависимости приращений окружных напряжений на наружном радиусе в долях от p k и приращений давления иа оправку Рв в долях Рн от соотношения Ь наружного радиуса к внутреннему и от показателя анизотропии k = X. [c.474] При рассмотрении задачи опрессовки кольца из материала с кусочно-линейной диаграммой — 8 наружным давлением необходимо учитывать, что в зависимости от эпюры напряжений после намотки и величины приложенного давления возможны три варианта движения границы = а от внутреннего радиуса к наружному, от наружного к внутреннему, от наружного и внутреннего одновременно к середине. Два последних случая означают, что окружные напряжения котя бы в некоторой области — сжинающие, в чем нетрудно убедиться. [c.474] Неучет нелинейности может привести лишь к ббльшей (по сравнению с расчетной) степени уплотнения в к уменьшению реальной опасности возникновения искривлений. [c.476] Экспериментальные исследования намотки с послойным отверждением показали высокую эффективность данного метода управления начальными напряжениями. Методом послойной намотки удается получать изделия с сжимающими радиальными начальными напряжениями (рис. 7.20), что важно в случаях, когда необходимо избежать растрескивания. [c.476] Метод послойного отверждения при переменных температурах дополняет метод намотки с послойным отверждением. Он заключается в том, что температура полимеризации для каждого слоя выбирается так, чтобы в результате охлаждения каждого последующего слоя от одной и той же конечной температуры возникал некоторый натяг, частично компенсирующий растягивающие термические напряжения. Очевидно, что при этом температура полимеризации (перепад температур при охлаждении) должна возрастать от внутренних слоев к наружным. [c.477] Эксперимент показывает, что уровень начальных напряжений при рекомендуемой технологии ниже [24]. [c.477] Уменьшить отношение между термическими напряжениями и радиальной прочностью можно и в случае, если при изменении схемы армирования рост прочности в радиальном направлении П более существен, чем увеличение модуля упругости Е . Подобный эффект реализуется при дополнительном радиальном армировании короткими иглами, ориентируемыми по радиусу электоостатическим или магнитным полем 13]. Так как воздействие этих полей само по себе улучшает прочностные характеристики, то применение небольших объемных долей игл проводит к существенному росту прочности. Кроме того, уменьшается анизотропия намотанного полуфабриката, что приводит к более благоприятному распределению радиальных напряжений после намоткн. [c.478] Чтобы на границе раздела между внутренней и наружной частями составного изделия образовывались сжимающие напряжения, нормальные к границе, можно использовать не только полимеризацию их при разной температуре, но и изготовлять эти части из разных композитов, отличающихся температурным коэффициентом линейного расширения ае [6, И]. [c.478] Эта формула определяет функцию г(ф), обратную искомой ф (г). [c.479] Вернуться к основной статье