Оболочка из композита

Механика композитов основывается на двух различных, дополняющих друг друга гипотезах. Первый опыт конструкционного использования композитов позволил сделать вывод [1], что представительный объемный элемент композита есть бесконечно малый куб dx, dy, dz анизотропного материала, который для практических целей можно рассматривать как однородный. Поведение этого материала можно охарактеризовать таким же образом, как и поведение любого другого идеально анизотропного материала, не рассматривая его микроструктуру (например, металлов и древесины, особенностями микроструктуры которых пренебрегают при расчете конструкций). Предположение об однородности позволяет применять существующие методы анализа слоистых сред при проектировании многослойных стержней, балок, пластинок и элементов оболочек из композитов. [c.249]

Создание расчетной модели оболочки из композита [c.374]

Оболочка из композита 372 металлическая 416 Объект геометрической модели 64 данных 64 вспомогательный 65 [c.538]

УСТОЙЧИВОСТЬ И ОПТИМИЗАЦИЯ ОБОЛОЧЕК ИЗ КОМПОЗИТОВ [c.1]

Достаточно полное представление о содержании, методах и результатах исследований этого направления в ОПО из композитов дает монография [135]. Результаты исследований, основанных на использовании критерия равнопрочности, обобщены в работе [104], авторы которой рассматривают задачи оптимизации важного класса намоточных конструкций — безмоментных оболочек вращения. Упомянутые исследования систематизировали ряд фактов, накопленных в исследованиях по параметрической оптимизации оболочек из композитов к началу второй половины 70-х гг. Тем самым указанный класс задач получил статус относительно самостоятельного объекта исследования в теории ОПК из композитов, которая к этому времени сформировалась в весьма представительный раздел общей теории ОПК (см. библиографический указатель [20]). [c.12]

При проектировании несущей конструкции в качестве возможного варианта утраты ее несущей способности в модели проектной ситуации допускается только тот из указанных вариантов, который в соответствии с назначением и условиями эксплуатации, конструкции считается наиболее желательным, в частности наиболее безопасным, экономически целесообразным и т. п. При постановке задачи оптимизации, однако, предельное состояние, определяющее оптимальный проект, заранее неизвестно, поэтому в модели оптимизации необходимы учет обоих возможных предельных состояний или предварительное исследование модели проектной ситуации. Последнее особенно важно в случае проектирования оболочек из композитов, поскольку понятия ( тонкостенная , короткая и т. и.), детерминирующие выбор соответствующей расчетной модели предельного состояния, для таких конструкций, по-видимому, не могут быть определены однозначно. [c.177]

КОЛЕБАНИЯ и устойчивость ВОЛНООБРАЗНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБОЛОЧЕК ИЗ КОМПОЗИТОВ [c.105]

Колебания и устойчивость оболочек из композитов 107 [c.107]

Следующая по сложности оценка строится для композита, модель которого такова шар окружен сферической оболочкой из материала матрицы, а эта оболочка в свою очередь помещена в неограниченную среду, обладающую неизвестными пока свойствами. Внутренний г, и внешний Го радиусы сферической оболочки матрицы определяются так, чтобы объемная доля армирующих элементов составляла (см. работы [52], [90], 1116]). Накладывая простые граничные условия на бесконечности и решая трехмерную задачу теории упругости, получаем [c.78]

Ершов Н. П. Некоторые прикладные задачи статистической динамики оболочек из волокнистых композитов / Механика полимеров. 1972. 4. [c.383]

Впервые подробно изложен новый метод параметрической оптимизации оболочек из слоистых армированных композитов — метод обобщенных структурных параметров, являющийся прямым следствием приложения принципов структурной механики композита к анализу модели проекта конструкций упомянутого класса. Применение метода сводит рещение задачи оптимизации в исходной, обычной постановке к реализации соответствующей обобщенной модели оптимизации, оптимум которой обобщенно представляет все множество эквивалентных оптимальных проектов оптимизируемой конструкции. Тем самым, с одной стороны, снимается [c.6]

Попытки постановки и решения задач оптимального проектирования оболочек (ОПО) из композитов относятся к концу 50-х — началу 60-х гг., т. е. ко времени первых опытов конструирования простейших оболочечных конструкций из стеклопластика. На этом начальном этапе возникновения и становления теории и [c.10]

Конец 60-х — первая половина 70-х гг. характеризуются широким внедрением в практику ОПК хорошо разработанных к этому времени методов математического программирования (МП), существенно расширивших возможности постановки и решения более сложных задач оптимизации конструкций из композитов. Применение методов МП как средства эффективного решения многомерных задач оптимизации позволило качественно изменить содержание задач ОПК из композитов на основе включения в число параметров оптимизации одновременно геометрических параметров конструкции и структурных параметров конструкционного материала. Возникшая при этом потребность в уточнении моделей расчета конструкций, прежде всего слоистых оболочек, стимулировала развитие соответствующих разделов механики конструкций [8, 15, 118 и др.]. В свою очередь, потребность в моделировании деформативных и прочностных характеристик композитов с усложненными свойствами и структурой армирования обусловила устойчивый интерес и, следовательно, быстрое развитие структурной механики композита [15, 25, 54, 63, 75, 105, 127 и др.]. Распространение принципа усреднения на методы расчета деформативных характеристик поли- [c.11]

Для последнего десятилетия становления теории ОПК из композитов наиболее характерна тенденция к усложнению постановки задач оптимизации. В качестве объектов оптимизации рассматриваются оболочки сложной геометрической формы, оболочки с переменными жесткостными характеристиками, составные и подкрепленные оболочки, расчет напряженно-деформированного состояния которых осуществляется, как правило, с помощью метода конечных элементов (МКЭ) [4, 5 и др.]. Стремление приблизить теорию ОПК к инженерной практике нашло свое отражение также в разработке методов многокритериальной оптимизации конструкций (см., например, [19, 73, 102, 107 н др.]). [c.12]

Реальные конструкции из композитов обладают рядом структурных и геометрических несовершенств, обусловленных технологическими причинами. Наибольшее влияние на величины нагрузок потери устойчивости оболочек оказывают начальные несовершенства их формы, возникающие в случае намоточной технологии, например вследствие случайных отклонений натяжения армирующих нитей (ленты) от оптимальных для заданного технологического режима значений. Таким образом, в силу своей природы начальные несовершенства формы рассматриваемых конструкций имеют случайный характер [67, 125 и др.]. [c.157]

Общая характеристика метода ОСП. В предыдущих разделах метод ОСП рассматривался как средство преобразования моделей оптимизации оболочек из многослойных композитов классов Пл- и к обобщенному виду, смысл которого для проектировщика в конкретной задаче оптимального проектирования заключается в уменьшении размерности соответствующей задачи и возможности определения множества всех эквивалентных структур армирования полученного оптимального проекта оболочки. [c.196]

ПРИМЕРЫ ПОСТАНОВКИ И РЕШЕНИЯ ВЫПУКЛЫХ ЗАДАЧ ОПТИМИЗАЦИИ ОБОЛОЧЕК ВРАЩЕНИЯ ИЗ КОМПОЗИТОВ [c.218]

Анализ данных табл. 5.4 показывает хорошее совпадение результатов расчета критической нагрузки до с экспериментально наблюдаемыми нагрузками потери устойчивости дэ ксп) что позволяет сделать вывод о применимости использованной в тестовом примере методики расчета нагрузок потери устойчивости тороидальных оболочек в соответствующих задачах оптимизации конструкций этого класса, изготовленных из композитов. [c.226]

В книге рассматриваются современные модели расчета и методы параметрической оптимизации несущей способности оболочек вращения из композитов двумерной и пространственной структур армирования. Основное внимание при этом уделено оболочкам, работающим на статическую устойчивость или в режиме колебаний, эффективные деформативные характеристики которых определяются методами теории структурного моделирования композита. В задачах, содержащих оценки предельных состояний оболочек по прочности, используется феноменологическая структурная модель прочностных характеристик слоистого композита, параметры которой получены экспериментально. Подробно анализируются особенности постановки задач пара.метрической оптимизации оболочек из композитов. Показана взаимосвязь векторной и скалярной моделей задач оптимизации в случае формализуемых локальных критериев качества проекта. Значительное место отведено изложению и примерам приложения нового метода решения задач оптимизации оболочек из. многослойных композитов — метода обобщенных структурных параметров, применение которого позволяет получить наиболее полную информацию об опти.чальных проектах широкого класса практически важных задач оптимизации. Содержащиеся в книге результаты могут быть использованы для инженерного проектирования оболочек из волокнистых композитов. Табл. 23, ил. 58, библиогр. 181 назв. [c.4]

В зависимости от характера параметров конструкции, варьируемых в процессе оптимизации, модели оптимизации можно отнести к двум классам. В моделях параметрической оптимизации варьируемые параметры рассматриваются как величины, имеющие постоянные значения для всей конструкции. Для этого наиболее простого класса моделей оптимизации поиск оптимума конструкции сводится к анализу и упорядочению однозначно определяемого моделью оптимизации множества точек конечномерного вещественного пространства. В моделях оптимального управления, в отличие от моделей параметрической оптимизации, варьируемые параметры (или часть из них) рассматриваются как функции, имеющие в общем случае кусочногладкий характер. Исторически изучение этого класса моделей ОПК началось задолго до появления моделей параметрической оптимизации (работы Г. Галилея, Ж. Лагранжа, Т. Клаузена, Е. Л. Николаи и др.), однако применение их в задачах ОПК из композитов началось сравнительно недавно (см., например, [3, 11]). Поскольку основное содержание данной книги посвящено моделям параметрической оптимизации оболочек из композитов, мы не будем далее касаться вопросов, относящихся к моделям оптимального управления. Необходимую информацию читатель может почерпнуть из монографий [И, 137] и работ, приведенных в библиографических ссылках к этим книгам. [c.10]

Не ставя перед собой цели дать исчерпывающий анализ многочисленных исследований по теории и методам ОПК из композитов, рассмотрим основные этапы и факторы воздействия на становление и развитие теории параметрической оптимизации оболочек из композитов — раздела ОПК, имеющего непосредственное отношение к содержанию данной книги. При этом, учитывая, что подобный исторический обзор работ, выполненных зарубежными исследователями, содержится в статье Г. Н. Вандерплааца [21], ограничимся в основном анализом отечественного опыта. [c.10]

Вводные замечания. В отличие от критериев потери З стойчивости, формулируемых через интегральные характеристики конструкции (критические нагрузки и частоты собственных колебаний) и имеющих поэтому интегральный характер, критерии разрушения конструкции, точнее, критерии разрушения конструкционного материала, имеют локальный характер. Действительно, разрушение по своей сути есть нарушение сплошности, целостности конструкционного материала, т. е. фундаментальное изменение свойств отдельных элементов его микроструктуры, проявляющееся, однако, в той или иной степени на всех структурных уровнях конструкционного материала. Вследствие этого оценка состояния конструкции по критериям разрушения любого структурного уровня сводится к анализу полей деформаций или напряжений в отдельных точках занимаемого ею пространства. Исследование полей, определяющих НДС конструкции, в общем случае связано с большим объемом вычислительных работ, что является принципиальным препятствием к использованию такого подхода при решении ряда практических задач и в первую очередь задач оптимального проектирования оболочек из композитов. В связи с этим представляются важными поиск и применение средств приближенного анализа конструкций на прочность. Поскольку процесс разрушения конструкций из композитов оказывается весьма сложным явлением (см. 1.9.1), то характер принимаемых в расчете на прочность приближений должен, очевидно, определяться конкретным содержанием рассматриваемой задачи. С общих позиций заметим следующее приближенный анализ конструкции на прочность может основываться на использовании [c.151]

Моделирование несущей способности оболочек из композитов. Содержание процесса постановки любой задачи оптимизации состоит в моделировании проектной ситуации и построении модели оптимизации, т. е. включает определение локальных критериев эффективности, формулировку модели проекта и ограничений на варьируемые параметры, а также их последующую формализацию в качестве элементов оптимизационной модели. Формализация модели проектной ситуации означает математически строгое определение связей между параметрами модели проекта и показателями его функциональности и экономичности, выражаемых посредством функциональных зависимостей или соотношений. В задачах оптимизации несущих конструкций функциональные зависимости между параметрами проекта детерминируются расчетными моделями оптимизируемых конструкций и их предельных состояний, подлежащих учету по проектной ситуации, а в случае конструкций из композитов, кроме того, моделями композиционного материала. Упомянутые модели конструкции, ее предельных состояний и материала синтезируются в модели расчета несущей способности конструкции, свойства которой непосредственно определяют размерность частных моделей оптимизации М , а также их качественный характер одно- или многоэкстре-мальность, стохастичность или детерминированность. Таким образом, моделирование несущей способности является одним из важнейших этапов постановки задач оптимизации несущих конструкций, на котором в значительной мере определяются свойства соответствующих оптимизационных моделей, существенные для выбора средств и методов их численной реализации, а также анализа и интерпретации получаемых оптимальных рещений. [c.175]

Валерий Леонардович Нарусберг Гундарис Александрович Тетере УСТОЙЧИВОСТЬ И ОПТИМИЗАЦИЯ ОБОЛОЧЕК ИЗ КОМПОЗИТОВ [c.298]

Модель, состоящая из шара, выполненного из материала частицы, и помещенного в сферическую оболочку из матричного материала, которая в свою очередь окружена неограниченной средой, имеющей свойства композита, дает следующее значение для расчета модулей объе.м-ного сжатия и сдвига порошковых композитов с матричной структурой [c.82]

Композиционные материалы обладают, как правило, низкой теплопроводностью и часто используются в конструкциях, подвергающихся кратковременЬму поверхностному нагреву, без специального теплозащитного покрытия. Одни композиты (на основе углеродной и керамической матриц) предназначены для работы в условиях иьггенсивного нагрева, другие (на основе минеральных волокон) используются для образования теплозащитных слоев. Температурное воздействие часто является расчетным для оболочек из композиционных материалов и должно быть отражено в описывающих эти оболочки уравнениях. [c.227]

Основная идея конструкции панели из композита с сетчатой системой придания жесткости заключается в использовании относительно тонкой оболочки, армированной сеткой из ребер жесткости таким образом, что панель изготовляется целиком, без нарушения конструкционной стабильности (устойчивости) или возникновения перегрузки. Целесообразность использования эпоксиуглепластика при разработке таких панелей заключается в том, что СП-оболочка может иметь преимущественные направления по жесткости и твердости, а ребра жесткости могут быть сконструированы таким образом, чтобы оказаться конструктивно весьма эффективными благодаря использованию высокой доли одноосноориентированных волокон. [c.560]

Следовательно, проектировщик имеет широкие возможности выбора таких углов укладки эле.ментарных слоев, которые могут быть реализованы технологическими средствами. Таким образом, при оптимизации оболочек из двумерно армированных композитов тех-иологические ограничения типа (4.40) можно учитывать в процессе определения структуры армирования композита 5, т. е. после численной реализации обобщенной оптимизационной модели М. С учетом этого обстоятельства множество допусти.мых обобщенных проектов оболочки для рассматриваемого класса моделей опти.мизации многослойных оболочек формально можно определить выражение.м [c.192]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...