Методы оптимизации композиционных систем, страница 22

Намотку производят на специальных станках, оснащенных системами числового программного управления (ЧПУ). При намотке на оправку, у которой наружная поверхность соответствует внутренней поверхности изготавливаемого изделия, укладывают с натяжением непрерывную ленту, составленную из однонаправленных волокон, нитей, прядей или жгутов, пропитанных связующим. После получения необходимой толщины и структуры оболочки происходит полимеризация, окончательное отвермление связующего. Оправка может быть удалена или исполь-Ю1Ш1Ш как часть конструкции.

Намотка армирующими материалами, пропитанными свяП.......... им непосредственно перед укладкой на оправку, носит нами нис "мокрой". Намотка с помощью полуфабрикатов, препре- HHI иинякмцихся предварительно подсушенными жгутами или II м I «ми. носит название "сухой". Перед укладкой препреги про- 1И1 через горячие валки или через нагревательную камеру и в нч( ином виде укладываются на оправку. ¹ шиной tcxiюлогической задачей процесса намотки является ¹¹¹'' ¹ проектированных изделий и конструкций, удовле-I • "иini\ (.«данному комплексу свойств. Решение этой задачи m 10ЧН0СТИ реализации процесса намотки, которая, в I* п. зависит от физико-механических свойств исполь-KMoi качества и точности проведенных конструктором ■ и юмпости моделирования поверхности оправки, ка-| • ¹" •¹ 'ц расчетных траекторий, точности укладки лен|........... > (дания на лентопроводе нужного натяжения, от

               инка с ЧТТУ. Таким образом, возникает пробле(Иронйнин процесса намотки. •I      м< намотки разбивают на пять этапов: iH|NHiiiiinc поверхности оправки; I  ' пик кривой армирования на этой поверхности;

                     - мни укладки ленты на поверхность оправки;

I hi I mi mi 11 ми» iipoi iccca намотки в разработанной моде- ............... i........ и.

             "'и 'in ни них программ намоточным оборудова-

I litiiMitMiin.4 программ основана на информации и

.................... г- и I lyimix панов.

'я* •                     |i «им in некоторых изделий, изготавливаемых

......... • поверхностями вращения, имеют дон oMi ipiniiuKyio форму, то становится понят- I ¹ ч.... •" ¹¹ моделей укладки ленты из однонаправленных волокон, нитей более точно и адекватно описывающих этот процесс.

Модель строится для произвольной поверхности оправки, позволяет точнее рассчитывать параметры намотки, учитывая их зависимость от ширины ленты. Более того, появляется возможность использования таких характеристик намотки, как прилегание ленты, которые нельзя определить в "нитевой" модели укладки, а также по более точным расчетам вносить оперативные изменения в проектные разработки.

9.2. Основная математическая модель укладки ленты из волокнистых композиционных материалов на оправку произвольной формы

Разработка геометрической модели укладки ленты, являясь третьим этапом в структуре моделирования процесса намотки, основывается на первых двух этапах: создание математических моделей поверхности оправки и кривых армирования на ней. На выходе первого эзапа получается аналитическое задание поверхности оправки, как правило, имеющее параметрический вид. К том}' же оправка представляет собой изделие совершенно произвольной формы, а любую поверхность по определению можно описать в параметрическом виде. Поэтому поверхность оправки может быть представлена

г = г (и, v) = {к(и, v), у(щ v\ z(u, v)},                                 (9.1)

где параметры и и v изменяются в некоторой замкнутой области D на плоскости координат и и v, а х, у, z - фиксированная в пространстве система декартовых координат, неподвижная относительно оправки.

В результате моделирования кривой армирования, имея, скажем, численное решение алгебраического или дифференциального уравнения, задающего эту кривую, все равно можно построить аналитическую интерполяцию кривой. Поэтому кривую и рм иронии и я на поверхности оправки (9.1) также будем пред-. I.и.ним. и параметрическом виде