ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Соединение конструкций из композитов (О. С. Сироткин, Ю. С. Царахов) из "Композиционные материалы " Однако для изделий из композитов необходимо особо оговорить пределы применимости этой формулы. Эксперименты показывают (рис. 7.22, а), что уже при толщине стенки, составляющей несколько сотых долей от внутреннего радиуса (т. е. для элементов конструкций, традиционно относящихся к тонкостенным), нарушается пропорциональность роста разрушающего давления с толщиной, а затем этот рост и вовсе прекращается. Аналогичная картина (с несколькими оговорками) наблюдается и при наружном давлении (рис. 7.22, б). Существуют, по крайней мере, две причины, приводящие к этой аномалии. [c.480] К альтернативным вариантам исчерпания несущей способности относятся потеря устойчивости тонкостенными кольцами при наружном давлении, разрушение размоткой , связанное с особенностями напряженного состояния первого и последнего витков, разрушение путем отщелкивания внутреннего слоя при наружном давлении, неограниченная ползучесть кольца при внутреннем давлении вследствие межслойной сдвиговой ползучести в спиральной прослойке связующего. [c.482] Можно перейти от окружной намотки к продольно-поперечной намотке того же материала, подбирая оптимальное соотношение между числом слоев, укладываемых в осевом направлении и по окружности 112]. Можно перейти от окружной к симметричной косоугольной ( ф) намотке, подбирая наи-лучшнм образом угол (р между соседними слоями волокон. [c.483] Еще больщих значений разрушающего внутреннего давления можно достичь в трансверсально изотропных цилиндрах со звездной укладкой арматуры, поскольку, как показывают расчеты, в этом случае обеспечивается максимальная прочность при поперечном сжатии. Подчеркнем на примере приведенных методов различие в стратегии управления несущей способностью тонкостенных и толстостенных изделий с точки зрения традиционного приема оптимизации тонкостенных оболочек указанные методы выглядят бессмысленными — ведь арматура забирается из направления действия одного из главны напряжений и перераспределяется в направлении, где нет главных напряжений. Тем не менее эти приемы позволяют поднять допустимый уровень внутреннего давления в несколько раз. [c.484] Прочность в радиальном направлении можно также несколько повысить за счет подбора рецептуры матрицы, ее наполнения, обработки материала физическими полями (электромаиит-ное поле, ультразвук н т. д.). [c.484] Важным направлением в снижении толщины изделий является применение неоднородных материалов. Так, иапример, при внутреннем давлении внутренние витки находятся под действием больших радиальных напряжений и больших окружных напряжений. [c.484] Наружные витки работают под меньшим внутренним давлением. Если изготовить наружную половину витков из материала с большей окружной жесткостью, то того давления, которое наружная половина витков оказывает на внутреннюю половину витков, можно достичь при меньшей толщине наружной части цилиндра и меньшей общей массе конструкции. Эга идея реализуется в различных конструкционных решениях изготовлении цилиндров из двух композитов (стеклопластик—углепластик) или из одного композита, с двумя схемами укладки арматуры (внутренний цилиндр звездной укладки обматывается окружной намоткой) или с изменяющимся непрерывным образом углом перекрест-нЬй намоткн н постепенным переходом к окружной намотке наружных слоев. Методы повышения несущей способности приведены в табл. 7.2. [c.484] Осесимметричные намоточные изделия предназначены, в первую очередь, для работы при осесимметричных нагрузках. Помимо давления и осевой силы это могут быть нагрузки, вызванные действием осесиметричных физических полей температуры, элентромагнитного поля, ионизирующего излучения и т. д. [c.484] При различных схемах нагружения по-разному сказывается влияние системы начальных напряжений и обусловленных ею дефектов на эксплуатационные характеристики изделий. Так, например, кольцевые трещины от начальных напряжений недопустимы при действии центробежных сил, тепловых нагрузок, ионизирующего излучения трещины резко (на несколько десятков процентов) снижают сопротивление действию сосредоточенных сил и наружного давления, незначительно влияют на сопротивление внутреннему давлению. Управляя эпюрами начальных напряжений, можно в ряде случаев существенно влиять на несущую способность. Например, создавая сочетанием послойного отверждения с программированной намоткой сжимающую эпюру радиальных напряжений, можно существенно повысить энергоемкость вращающихся дисков. [c.484] Димитриенко И. П., Филипенко А. А., Протасов В. Д. Исследование оптимальных схем армирования цилиндрических стеклопластиковых оболочек при действии температурного поля//Меха-ника полимеров. 1976. 4. С. 681—686. [c.486] Об одном способе предотвращения трещин при термообработке толстостенных оболочек из стеклопластика//Механнка полимеров. 1975. 6. С. 1095-1098. [c.486] Метод регулирования технологических температурных напряжений в толстостенных оболочках из стеклопластнков//Сб. трудов Пермского политехи, нн-та. 1973. 127. С. 127-135. [c.486] Малое относительное удлинение ряда композитов (например, для углепластиков е = 0,5-г-1,5%) может привести к местному локальному разрушению композита уже в процессе клепки. Слоистость структуры композитов приводит к перегрузке прилегающих к клеевым швам слоев и часто вызывает их отрыв или расслоение. [c.487] Для полимерных композитов специфической проблемой является сохранение плотности стыка и обеспечение стабильности затяжки болтовых соединений из-за ползучести и релаксации напряжений в соединении. [c.487] Эти н другие особенности следует учитывать при проектировании и выборе вида соединений и оценке ик прочности. [c.487] Конструктивное оформление соединений композитных элементов отличается большим разнообразием и зависит как от назначения и предъявляемых требований, тан и от технологический операций, с помощью иоторык они выполняются. [c.487] Каждое соединение обладает своими особенностями, преимуществами и недостатками и выбор того или иного иа них при проектировании изделий зависит от ряда факторов — характера и величины нагрузки, размеров деталей, физико-механических свойств материалов, условий эксплуатации, стоимости, технологической реализуемости, а также от специальных требований, например, по герметичности. [c.487] Любую конструкцию можно рассматривать как комбинацию листов, балок, стержней, оболочек, труб и других элементов, соединенных воедино. Комбинируя эти элементы, можно получить большое количество различных по геометрии соединений. Их можно свести к нескольким основным видам стыковым, нахлесточным и угловым. В конструкциях из композитов соединительные узлы могут быть образованы с применением как одного из перечисленных видов соединений, так и их комбинации. [c.487] Элементы, образующие агрегат или изделие, могут быть соединены между собой с помощью клеевой прослойки, механического крепежа (болтов, заклепок и т. д.), выступов и углублений, имеющихся на поверхностях соединяемых деталей (например, резьбовые и клиновые соединения), а также сочетанием названных соединительных элементов (например, клей совместно с болтами, заклепками, резьбой). [c.487] Вернуться к основной статье