Механика препрегов - расчет изделий из армированных композиционных материалов. В 2 ч. Ч

слоиных конструкции со слоями эластомеров, термопластов, а также металлов [23-28].

Возможность изготовления методом намотки изделий сложной геометрической формы в значительной степени ограничена, стои­ мость оборудования достаточно высока [29]. Тем не менее досто­ инства метода намотки столь существенны, что он широко приме­ няется в самых различных отраслях промышленности.

В качестве элементов подкрепления тонкостенных оболочек, выполненных методом намотки, наиболее широкое применение нашли шпангоуты сплошного поперечного сечения, изготавливае­ мые послойной тканой или нитяной намоткой. Масса таких шпан­ гоутов является весьма значительной, до 30 % массы подкреплен­ ной оболочки, а конструкция нерациональной. Поэтому весьма ак­ туальна задача замены сплошных шпангоутов на более эффективные в весовом отношении профильные (тавровые, короб­ чатые и др.).

Проведенный литературный и патентный поиск позволил уста­ новить направления технологических решений по изготовлению конструкций рационального подкрепления оболочек. В работе [168] опорный шпангоут (рисунок 1.11, а) содержит профильную оправ­ ку-каркас и оплетку из спиральных и кольцевых нитей. Оплетка деформируется внешним давлением и приобретает форму каркаса.

Изготовление данного шпангоута многостадийное:

-намотка, сборка и полимеризация оправки-каркаса;

-намотка, деформирование и полимеризации оплетки.

Для изготовления оплетки требуется торонамоточный станок. Авторами [169] предложена конструкция и технология изготов­

ления торового опорного шпангоута. Шпангоут образован череду­ ющимися слоями спиральной и кольцевой намотки на оправкекаркасе соединенных между собой торцами полок или наружными поверхностями стенок (рисунок 1.11, б). Формообразование кон­ струкции опорного шпангоута начинается с намотки каркаса на прямоугольной оправке на торонамоточном оборудовании, рисунок 1.11, е. На кольцевую вращающуюся оправку (1), приводимую в движение от электродвигателя (2), производят укладку спиральной

(3) или кольцевой (4) армировки, сматываемой с бобины (5) или шпулярника (6). Укладка спиральной арматуры производится двой­ ной перекрестной намоткой посредством намоточной головки (7),

91

формы, короблению, трещинам, отслаиванию футеровки и т.д. Определение усадочных характеристик имеет важное значение при конструировании и изготовлении деталей, при конструировании формующего инструмента, при оценке работоспособности и надеж­ ности конструкций, при выборе марки и оценке эксплуатационных качества пресс-материала. Как правило, под усадкой понимается уменьшение объема (объемная усадка) или размеров (линейная усадка) по сравнению с размерами оформляющих деталей прессформы, происходящее при изготовлении изделия, а также в резулътате его хранения и эксплуатации. Обычно измеряют линейную усадку изделия в направлении, перпендикулярном направлению движения пуансона, так как этот размер получается наиболее точ­ ным, легко контролируется и обычно является посадочным или со­ прягаемым.

Важно различатъ действителъную и расчетную линейную усад­ ки. Под действителъной линейной усадкой понимается разность между размером одного и того же элемента детали, определенным при температуре, соответствующей началу усадки, (фактиче­ ски это размер пресс-формы, нагретой до температуры прессова­ ния) и размером после полного охлаждения детали ~^д\ .Под рас­ четной линейной усадкой понимается разность между размером оформляющего элемента пресс-формы Ьру, измеренным при температ}фе 293 К, и размером соответствующего элемента детали Ьр2 , измеренным при той же температуре. Эта разность дает аб­

солютную величину расчетной усадки.

Выбор образцов имеет большое значение при определении влия­ ния различных параметров на величину усадки. Это объясняется прежде всего тем, что конфигурация образца влияет на получаемый результат, правильная оценка которого возможна лишь при наличии определенных критериев, позволяющих производить сравнение. Поэтому величины относительных расчётных усадок, определённые для одного и того же материала, но на разных образцах или деталях, колеблются в довольно широких интервалах.Правильное и точное измерение усадки деталей очень важно, достоверность получаемых результатов зависит от многих факторов. Суммарная погрешность измерения включает в себя погрешность измерительных и повероч­

100