МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

«МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ

(НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)»

Кафедра "Технология композиционных материалов,

конструкций и микросистем"

Направление 22.04.01 "Материаловедение и технологии материалов"

Реферат

«ФОРМООБРАЗОВАНИЕ ЗАГОТОВОК И ДЕТАЛЕЙ ИЗ ВОЛОКНИСТЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

НАМОТКОЙ»

Преподаватель: Резниченко Г.М.

Выполнил: Гапоненко И.В

Группа: Т10-123М-16

Москва, 2016 г.

Теория процесса. Классификация методов формообразования деталей намоткой

Сущность намотки заключается в том, что нити или лента армирующего наполнителя, пропитанные полимерным связую­щим, укладываются под натяжением по определенной траекто­рии на технологическую оправку, конфигурация которой соот­ветствует внутренней поверхности изготавливаемой детали. Уплотнение материала происходит за счет нормальной к повер­хности оправки составляющей усилия натяжения. Слои мате­риала образуются за счет последовательного смещения каждого витка относительно предыдущего на ширину этого витка, при этом укладываемые витки должны находиться на оправке в со­стоянии статического равновесия, то есть прочно удерживаться на заданном месте без скольжения.

При изготовлении деталей методом намотки необходимо со­блюдение двух основных требований:

1. Ориентация армирующих нитей в направлении основных нагрузок, действующих на деталь.

2. Равновесие нитей на поверхности намоточной оправки (то есть отсутствие сползания уложенных нитей), которое заклю­чается в сохранении формы и натяжения витка, за счет взаимо­действия с поверхностью оправки.

Линии армирования поверхностей

Форма линий на поверхности, вдоль которых необходимо укладывать армирующую прядь или ленту, обусловлена прежде всего прочностными расчетами, результатом которых являет­ся, в частности, величина угла армирования (или закон изменения этого угла).

Требования к линиям армирования для процессов намотки

Форма рассчитываемой линии намотки должна удовлетво­рять следующим требованиям конструктора и технолога:

1) закон изменения угла армирования вдоль поверхности на­мотки должен соответствовать результатам прочностных рас­четов;

2) закон изменения толщины намотанного слоя вдоль повер­хности намотки должен соответствовать требованиям конст­руктора. Типичным примером является требование обеспечить постоянство толщины стенок изделия;

3) наматываемые по рассчитанным линиям армирующие ни­ти должны по всей длине прилегать к поверхности, охватывая ее.

Это требование особенно следует контролировать на вогну­тых участках поверхности;

4) форма линий армирования должна обеспечивать равнове­сие на поверхности наматываемых с натяжением нитей за счет сил трения;

5) наматываемый слой должен равномерно покрывать повер­хность с требуемой степенью сплошности.

Геодезическая линия как линия армирования

Геодезической линией на поверхности называется кривая, геодезическая кривизна которой в каждой точке равна нулю. Для того, чтобы линия была геодезической, необходимо и до­статочно, чтобы ее главная нормаль во всех точках совпадала с нормалью к поверхности или чтобы линия была прямой.

Важным для процесса намотки является следующее свойст­во: при отсутствии трения на поверхности упругая нить под действием натяжения принимает форму геодезической линии. Кратчайшая линия между двумя точками на поверхности будет геодезической. Намотка оболочек по геодезическим линиям за­ведомо обеспечивает устойчивое положение ленты на поверх­ности оправки. В некоторых случаях эта схема является опти­мальной и с точки зрения прочности готового изделия.

Сплошность спиральной намотки

Одним из требований к рисунку намотки является требова­ние обеспечения равномерности покрытия поверхности лентой, получения слоя без зазоров (или с равномерно распределенны­ми зазорами, если требуется).

С понятием сплошности связано понятие заходности намот­ки. Если после первого витка спиральной намотки лента оче­редного второго витка ложится рядом с первым, то говорят, что намотка однозаходная; если к уложенному витку рядом ложит­ся лента через к витков, то говорят, что намотка к-заходная. Бели F - угол поворота оправки вокруг своей оси после намотки одного витка, то для к-заходной намотки должно выполняться условие:

к Б- 2 JTk ±/S,

- угод сдвига между двумя рядом лежащими лентами, со­ответствующий ширине ленты и требуемой степени перекры­тия витков.

Классификация деталей по форма и габаритам

По целесообразности изготовления детали можно разделить на четыре группы:

• тела вращения;

• детали некруглого сечения с прямолинейностью;

• детали круглого сечения е криволинейной осью;

• сетчатые конструкции.

Для указанных групп деталей разработаны специализиро­ванные намоточные станки.