Расчет композитного материала созданого методом намотки

[Fedor 1 597]

В середине емкости все тривиально, основное усилие окружное. Острые углы по краям дают большие напряжения. Идеальный вариант - полусферы по концам. Или хотя бы как у емкостей у вагонов. Там конструкция давно отработана.  

[lidik 0]

Здравствуйте.только начала изучать Patran/Nastran. есть панели солнечной батареи (СБ) рис прикреплен (важно!панели под углом к плоскостям ГСК).панели трехслойные с сотами.все мех хар-ки посчитала.проблема в создании этого материала,точнее в ориентации каждого.создаю сначала 3d ортотропный материал,характеризующий соты.потом в create/composite/laminate.
вопросы:
1.при создании в laminate ориентация (угол) по умолчанию вокруг оси z?

2.при создании в laminate как ориентированы оси по умолчанию?x и y вдоль слоя, а z по толщине?

3.можно ли для ориентации материала создать локальную СК?

3.при присвоении материала к пластине есть laminate option,что это?

4.не могу что-то найти msc.patran reference manual, volume3.

спасибо заранее.

П.С.я только учусь))

Изменено 14 декабря 2013 пользователем lidik

[soklakov 1 475]

начала изучать Patran/Nastran

Вы веткой ошиблись.

[Degen1103 25]

Я применяю при расчете изделий из стеклопластика SW. C 2012 версии в нем появились составные композитные оболочки. Сложность была в определении характеристик элементарного слоя, но мы их худо-бедно получили, правда, я не уверен, насколько точно.

 

Поясните, пжл, как наиболее правдоподобно задать свойства намотанного композита доступным для SWS образом - послойной выкладкой, и как задать упомянутые характеристики монослоя.

[jtok 814]

Посмотрите справку по составным оболочкам, а затем учебное пособие:

[Degen1103 25]

Спасибо, это я изучаю, и примеры на youtube смотрю. Вроде бы и Алямовский баллон рассматривает, если не путаю... Но остаётся вопрос - как сымитировать намотку слоями, какие именно задавать характеристики слоя?

[jtok 814]

А вот тут уже разрывная машина. Зависит от используемого вами ровинга, степени его натяжения, смолы и её системы отверждения, соотношения смола/стекло, процедур постотверждения.

Можно конечно и в книжках/интернетах/конкурентов поискать, но здесь уже вопрос к достоверности полученных данных. У меня за 12 лет довольно большая база по ПКМ собралась, но выложить здесь не могу, боюсь снабдить вас недостоверными данными.

Изменено 13 октября 2016 пользователем johntokarev

[Fedor 1 597]

Есть книжка, http://www.twirpx.com/file/1601497/там на стр 121 есть гипотеза Фойгта и гипотеза Рейсса и результат Хилла, об оценках . Если выложите базу экспериментальную, то можно будет проверить эти неравенства и определить коэффициенты, которые можно использовать для предварительных оценок эффективных модулей. :)

Изменено 13 октября 2016 пользователем Fedor

[Degen1103 25]

Да книжек-то с формулами полно, а вот конкретные свойства без испытаний не всегда можно найти... 

Что профи для намотки посоветуют? SWS-ом послойно имитировать или всё же Abaqus осваивать? Гляжу, даже в ESI или Vistagy намотка не фигурирует, пакеты под трансферные и препреговые технологии заточены... Хотя мотают-то много всего разного...

И простой конкретный вопрос. Задавал свойства ортотропного материала вот по этому примеру. Но без указания предела текучести SWS не позволяет внести материал в базу. Указал 10 ГПа (при пределе прочности 600 МПа, чтоб текучесть заведомо превышала прочность). Так можно делать?

[jtok 814]

Вот еще более-менее книжка - ГОСТ Р 55072-2012 "Емкости из реактопластов, армированных стекловолокном. ТУ"

Его сделали из древнего, но оч.интересного BS 4994-1987 "Сосуды и резервуары из армированных пластиков", почти аутентичный перевод, только формулы напутали малость.

В нем есть как методы расчета (начиная с приложения А и до конца), в частности намотанных стенок резервуаров, так и характеристики ПКМ, в ГОСТе это таблица  5.3, рисунок А.3 и еще много интересного.

Изменено 13 октября 2016 пользователем johntokarev

[Degen1103 25]

Спасибо, ценный документ! В трубных ГОСТах такие данные не представлены.

Вообще Союзкомпозит хорошо поработал!

Изменено 13 октября 2016 пользователем Degen1103

[jtok 814]

В трубных ГОСТах такие данные не представлены

Ну почему же. ГОСТы выходят, может, вы их пропустили. Например, ГОСТ Р 54560-2011 "Трубы и детали трубопроводов из реактопластов, армированных стекловолокном. Технические условия.", табл.9. В этом ГОСТе тоже много интересного, поменьше, правда, чем в емкостях.

[Degen1103 25]

Ну да, гораздо поменьше, хотя, конечно, и за трубные ГОСТы спасибо Союзкомпозиту.

[jtok 814]

Но без указания предела текучести SWS не позволяет внести материал в базу. Указал 10 ГПа (при пределе прочности 600 МПа, чтоб текучесть заведомо превышала прочность). Так можно делать?

 

По тому примеру не надо, думаю. Так делать не нужно, считаю.

Посмотрите пример в посте №45, там жеж упражнение есть. Откроете его, в нем материал у деталей присвоен в упражнениях. У этого материала нет предела текучести.

Этот материал можно выдрать, скорректирвоать. Я правлю обычным блокнотом, так мне надежнее.

Выдрал из упражнения того файл материала, приложил к посту. Как подключить и поправить, найдете?

Как видите, у него не заполнен предел текучести, его нет.

Тип модели в расчете дб ортотропный.

fiberglass.zip

[Degen1103 25]

Спасибо, буду разбираться.

[Degen1103 25]

Всё же, наверное, можно задавать предел текучести, заведомо превышающий предел прочности. Во всяком случае, в первом упражнении данной темы, где свойства вбиваются ручками, так и показано. Если верно понимаю.

 

[Degen1103 25]

Странно, всё шаг за шагом делаю по упражнению, а результат расходится почти вдвое. Наличие или отсутствие злосчастного предела текучести не влияет. И заново всё назначал, и размерности проверял, и солвер менял, и слои инвертировал - не сходится, хоть ты тресни!

[Degen1103 25]

...Т.е. с готовыми примерами Ready - 8 plies и Ready - 16 plies расчёт наконец сошёлся, выловил ошибку. Но с картинками из учебного пособия осталось заметное расхождение по напряжениям, хотя полученные запасы прочности весьма близки. М.б., алгоритмы поменяли, кто знает...

Наличие или отсутствие предела текучести в данный примерах на результатах не сказывается.

 

ОК, спасибо ещё раз за советы! Вроде более-менее прояснилось, хотя, конечно, это не намотка... Интересно, кто-нибудь бельгийские программки использует? Товарищи пишут, что монослой рассчитывают - иной вопрос, с какими допущениями и с какой погрешностью!

Изменено 14 октября 2016 пользователем Degen1103

[jtok 814]

Допущения и намотка...

Я поначалу пытался опуститься в расчете "до каретки", учитывать разные углы в начале/середине, сложное состояние у днищ, но бросил. У бельйцев это вроде получается. Но уж слишком заморочено все, подходит может быть для серийных изделий, но у нас серия мелкая, нет времени.

Сейчас использую составные оболочки SWS, хоть это и не чистый "монослой", как вы говорите. Но углы учитываются, и этого нам достаточно. Весь вот этот пирог, как на илл.внизу, я беру как два слоя с углами +25/-25 и толщиной 0,45мм каждый, материал ортотропный (т.е. Eх=40ГПА, Ey=10ГПа)

А про допущения - минимальный к-т запаса прочности для реактопласта равен восьми для емкостей (а по ГОСТ вообще 11), шести для напорных труб, и с инженерной позиции высчитывать монослой и разные углы каретки вдоль какой то паршивой трубы длиной 3м (в начале/середине) я давно бросил.

Изменено 14 октября 2016 пользователем johntokarev

[Degen1103 25]

Да, разумеется, прекрасно понимаю Ваш целесообразный подход. Зачем гнаться за липовой точностью, когда какая-нибудь влажность, натяжение или аппрет могут всё исказить? Сосуды, думаю, оптимизируют тщательно, и то разное случается...

Погонял вышеупомянутый пример консольной трубы с нагрузкорй 500 Н. Материал - ортотропный СП из учебного пособия, без предела текучести. 24 слоя толщиной 0,01" каждый. Стенка явно толстовата для такого малого диаметра, но качественно результаты правдоподобны... 

 

Изменено 14 октября 2016 пользователем Degen1103