Проектирование деталей

[Горыныч 526]

Господа , имеет ли кто-нибудь опыт проектирования и расчета изделий из угле- и стеклопластиков?

Меня интересуют принципы конструирования таких изделий, учитывая что угле- и стекловолокно работают только на сжатие. Каким образом просчитать схему расположения волокон в детали? На какие рабочие параметры детали можно расчитывать?

Буду рад любой информации.

[Gravyx 0]

Как раз таки стекловолокно не работает на сжатие, а наоборот на растяжение. Это как в железобетоне, арматура на растяжение, бетон на сжатие.

[Горыныч 526]

Gravyx, у Вас больше нечем со мной поделиться? Вы когда-нибудь сталкивались с такими изделиями?

[Gravyx 0]

Я занимаюсь стеклопластиковыми оболочками изготавливаемыми методом мокрой намотки либо контактного формования.

Вас скорее всего интересуют хаотично армированные изделия.

Что имелось в виду под рабочими параметрами?

[Горыныч 526]

Под рабочими параметрами я подразумеваю механические свойства детали в различных направлениях.

[Горыныч 526]

Как раз хаотично армированные изделия меня не интересуют, там более-менее все ясно, с изменением концентрации меняются свойства.

Притом сущесвует, на мой взгляд, большая вероятность получения неравномерности мех свойств по объему и направлению как раз из-за хаотичности.

Меня интересует строго определенное по концентрации и направлению армирование.

Изменено 1 октября 2004 пользователем Горыныч

[Gravyx 0]

Свойства будут зависеть от марки связующего, марки ткани, способа изготовления.

Например для намоточного стеклопластика на ЭДэшке и ткани Т-13 плотностью 1600кг/м3 (в соответствии с руководством по проектированию нестандартного коррозионностойкого оборудования):

норм. сопр. (МПа):

растяжение - 120 (по основе), 75 (по утку)

сжатие - 83,65

изгиб - 130,100

срез - 45,45

отрыв - 2.5,2.5

сдвиг - 3.0,3.0 (имеется в виду межслойный)

норм. модуль упругости:

180000,120000 (хотя я испытывал реально полученный пластик получается не больше 100000, технологию не соблюдают)

модуль межсл. сдвига:

250,250

к-т Пуассона:

0.15,0.20

[Горыныч 526]

Gravyx, спасибо за консультацию.

А если брать не ткань, а отдельные волокна, то как просчитать их укладку, чтоб получить прогнозируемые свойства?

Н.п. я хочу заменить алюм. деталь на стекло- или углепластиковую, при этом хочу получить выигрыш в весе не проиграв в прочности.

[Gravyx 0]

Вы имеете в виду отдельные волокна (например рубленное волокно) или отдельные нити?

[Горыныч 526]

нити

[Gravyx 0]

Построить математическую модель материала композита, которая достоверно отражала бы все его свойства чрезвычайно сложно.

Одно могу сказать, что в ориентированных стеклопластиках на растяжение работает, в основном, стекловолокно. Т.е. в качестве прочности на растяжение можно приближенно принять прочность стекловолокна, на сжатие - будет зависеть от типа и состава связующего.

Только зачем Вам это? Если конечно Вы не изобрели абсолютно новый материал или технологию изготовления.

Существуют же различные технологии изготовления различных изделий из стеклопластиков. Наверняка Вы будете использовать одну из существующих, для которой есть нормативные характеристики получаемых композитов в зависимости от типа связующего или, например, процента содержания стеклонаполнителя.

[Горыныч 526]

Сейчас конкретно передо мной таких задач не стоит, но это тема меня интересует вследствие замечательных свойств композитов.

По имеющейся у меня информации сейчас проектирование угле- и стеклопластиковых детай ведется методом проб и ошибок (не исключено что я ошибаюсь). А метод этот как известно дорог и не всегда эфективен. Поэтому, на мой взгляд, вполне логично выработать какие-то алгоритмы проетирования подобных деталей. И я подозреваю что они уже выработаны либо находятся в стадии разработки, о чем мне и хотелось бы узнать.

Gravyx, еще раз спасибо за консультацию.

Тема остается открытой.

[MFS 248]

И я подозреваю что они уже выработаны либо находятся в стадии разработки, о чем мне и хотелось бы узнать.

Gravyx, еще раз спасибо за консультацию.

Тема остается открытой.

я учился в Военмехе питерском и мне читали механику композитов (супротив механики сплошных сред) факультативом. Довольно тяжелаю для восприятия дисциплина, посему я, из своей большой нелюбви к сопромату на нее подзабил. Но методика есть. Не знаю насколько рабочая

[Gravyx 0]

Горыныч

А Вы в какой области трудитесь? В машиностроении?

Вообще существуют специализированные программные комплексы.

Вот ссылка, она должна Вас заинтересовать.

<noindex>http://www.composites.ru/programs.html</noindex>

[Горыныч 526]

Gravyx,

посмотрел. Очень интересно.

Но, на мой взгляд, слишком специализировано - слои, облочки, цилиндры, конуса, стержни.

А как же быть с произвольной пространственной конструкцией? Простейший пример: любой кронштейн. А может изготовление кронштейна с разнонаправленными волокнами слишком сложно технологически?

ЗЫ: тружусь я, к сожалению, не в машиностроении, а в области радиооборудования.

[Gravyx 0]

А произвольную конструкцию, зная свойства материалов, можно посчитать, например в Ансисе или в ИСПе, или еще где-нибудь.

[Горыныч 526]

Честно говоря, слабо представляю себе как можно просчитать несколько миллионов волокон+связующее

[Горыныч 526]

Неужели больше никто не сталкивался в своей практике с композитами?

Может кто-нить имел дело с технологией композитов?

[Артем Кулаченко 0]

Подсчет свойств композитов исходя из компановки и составляющих тема огромного количества научных трудов. Есть соотвесвенно и много програм которые могут помочь в дизайне. Набрал в google

composite design material software download

и получил ссылку

<noindex>http://composite.about.com/od/swlamanalysis/</noindex>

есть платные и бесплатные проги, конечно надо изучать. Так чтобы сразу врядли получится. Есть огромное кол-во теорий от простых в три формулы с синусами до супер сложных, в бывшем СССР композитами занимались куча людей и институтов, наверняка литературы валом.

[Fedor 1 605]

Думаю для этих целей хорошо подойдет железобетонный элемент и его оболочечные и балочные аналоги.

Посмотрите статью об осреднении на www.pinega.da.ru там есть и литература по композитам.