Расчет композитного материала созданого методом намотки

[jtok 708]

Смотрите внимательно еще на результаты - эпюры можно смотреть как для каждого слоя в отдельности (по умолчанию), так и "максимальный сквозь все слои". Иногда напряжения в разных слоях различаются довольно сильно. Ну и нормы никто не отменял - я по ГОСТу на емкости файлик excel смастерил, им же и трубы считаю. Во вложении расчет трубы ф300 L=3000 на 2 очка например.

 

А вот как иностранцы считают бочки по BS 4994 (см."docslide.us_3-kl-design.pdf")

Расчет емкостей по ГОСТ ред 3.pdf

docslide.us_3-kl-design.pdf

Edited October 14, 2016 by johntokarev

[Degen1103 25]

Да, можно и послойно, и даже на сдвиг проверять как-то... Спасибо за документы!

[Degen1103 25]

Еще побеспокою, с Вашего позволения.

То, что при разрыве лопаток удельный предел прочности измеряется в Н*м²/мм*кг, ещё понять можно. Но какие миллиметры фигурируют в приложении А ГОСТа? Периметр?...

[jtok 708]

В Приложении А в самом начале есть слова:

А удельный предел прочности в Н*м²/мм*кг потому, что он удельный. Если вы его умножите на содержание стекла (мат, ткань, ровинг и т.д.) в кг/м2, то у вас и останется Н/мм

[Degen1103 25]

Это я читал, и с размерностями разобрался. Не понял, каким размером оперировать в мм - периметром? продольной длиной? или вдруг толщиной?

[jtok 708]

Курите ГОСТ))) Или BS. Я тоже долго доходил

[Degen1103 25]

[Degen1103 25]

Вот тут циферки есть кое-какие любопытные... однако без схемы намотки...

Edited October 16, 2016 by Degen1103

[Fedor 1,502]

А как они закон Гука в таком случае записывают?  И модуль упругости...  Мы когда-то для оценки нагрузки использовали такие единицы   -    литр * градус / рыло :)

Если речь идет об одном материале, железобетоне, например, то говорят о линейности деформаций обычно  для балок, пластинок, а уж напряжения для каждого материала свои получаются. Вполне как принято.  И на их основе строятся предельные интегральные моменты и осевые силы и их графики.    :)

Edited October 16, 2016 by Fedor

[Fedor 1,502]

При линейно распределенной нагрузке речь не может идти о материале, речь надо вести о механизме, так как в силу закона Гука будут скачки деформаций, а это свойство механизмов, а не материалов. В железобетоне, как композите принимают гипотезу о линейном распределении деформаций, в древесине тоже, в фанере и прочем. Такова прочнистская традиция :)

[Degen1103 25]

Обобщённый там закон Гука.

А с линейной нагрузкой этой, действительно, без бутылки не разберёшься 

[Fedor 1,502]

А чего там обобщили то в законе Гука ?  Напряжения или деформации ?  :)

[Degen1103 25]

И то, и другое, естественно  В каждой точке компоненты тензора деформаций являются однородными линейными функциями компонент тензора напряжений.

[Fedor 1,502]

То есть сгладили до однородной среды хоть и анизотропной слегка  ? То есть точка в механическом смысле содержит и арматуру и наполнитель :)

Закон Гука вообще-то говорит о том, что компоненты тензора напряжений являются линейными функциями деформаций. S=E е  - насколько помню https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%BD_%D0%93%D1%83%D0%BA%D0%B0:)

Edited October 17, 2016 by Fedor

[jtok 708]

При линейно распределенной нагрузке речь не может идти о материале, речь надо вести о механизме, так как в силу закона Гука будут скачки деформаций, а это свойство механизмов, а не материалов

 

Не понимаю, о чем вообще речь идет, начиная с поста #69. Причем тут нагрузка, и как она приводит к механизму?

Возьмем балку. И  нагрузим равномерно распределенной нагрузкой q. Она линейно распределена по длине балки, и размерность у нее кН/м. Где тут механизм? Какие такие скачки?

 

Про закон Гука - он там обычный. Напряжения прямо пропорциональны деформациям.

 

И модуль упругости...

Модуль упругости они записывают как обычно. В паскалях.

Просто при расчете по ГОСТ необходимо брать удельный модуль, чтобы уйти от стекла и угла намотки, или наоборот, прийти к любому стеклу - умножай на свое количество стекла и бери свой угол и будь счастлив.

Может поможет картинка из стандарта BS 4994:

Также приведу определение удельного модуля упругости по ГОСТ:

т.е. он приводится к массе на единицу площади ламината.

 

Резюмируя - есть методика расчета по ГОСТ (BS). Она упрощена, должна быть удобна, быстра и "инженерна". Я приводил ссылки на неё коллеге для ознакомления с одним из существующих способов расчёта намотанных изделий, который, конечно, не является единственным.

И есть компоненты тензора напряжений в анизотропном поле. Которые связаны с расчетом по ГОСТ почти ну очень сильно как никак. И как-то делать выводы про закон Гука, глядя на диаграмму удельного модуля - ну не знаю. Мож, у меня просто образованности не хватает, но я не понимаю.

[Degen1103 25]

То есть сгладили до однородной среды хоть и анизотропной слегка  ?

 

Почему слегка? Очень даже анизотропная среда м.б. в общем случае. На макроуровне рассматривают континуум, анизотропный по выделенным направлениям. Отдельные волокна, напряжения в арматуре и матрице раздельно тоже считают, но это иная задача. Вероятно, близкая к железобетону, насколько можно понять из Ваших слов.

Да, несколько непривычный подход в стандарте. Напряжения имеют размерность Дж/кг, т.е. по физсмыслу выходит удельная энергия деформации, насколько понимаю. Но, вероятно, должно быть удобно - разработчики наверняка ради этого старались, а не стремились запутать!

Edited October 18, 2016 by Degen1103

[Fedor 1,502]

Бред какой-то с модулями, даже вникать в такое не хочется. Как постмодернист такого модернизма принять на могу. Лучше уж с Гуком останусь  и Юнгом :)

[Fedor 1,502]

Иногда усиливают железобетонные конструкции углетканью или ламелями. Приклеивают эпоксидкой. Расчет как обычно, считают какой момент держит эта углеткань и при усилении несущей способности его добавляют к несущей способности момента от арматуры. У меня где-то лежит дома примерно квадратный метр этой ткани, припас для усиления мачты из удочки для байдарки если начнет трещать, но пока вроде и так держит. Изобрел новый тип мачты устанавливаемой сзади в байдарку и с переменным углом наклона и стакселем спинакером, да испытать в этом году не получилось, времени нет. Вести себя должен по идее как латинский парус из-за наклона вбок мачты :)

http://pgscom.ru/http://www.hccomposite.com/catalog/54/125/?utm_source=GAdwords&utm_medium=cpc&utm_campaign=new_link

Но, вероятно, должно быть удобно - разработчики наверняка ради этого старались, а не стремились запутать - химики не знающие механики скорее всего. Кроме того модуль много меньше чем у стали и проблемы с совместной работой железобетона, поэтому камуфлируют, чтобы сразу не посылали куда подальше :)

В госте какие-нибудь выдумки в поисках новизны с актуальностью каких-нибудь аспирантов - докторантов. Не стоит и внимания обращать. В строительных нормах такое частенько бывает. Помню считал колонны по пособию, эксперты были железобетонные академики. А в пособии было нелинейное уравнение и все как-то запутано вокруг этого. Они на меня наехали типа откуда что взял ? Ну я и сослался. Они посмеялись - не думали что какому-то идиоту придет в голову решать нелинейное уравнение когда писали для диссертации в этом пособии. Типа внедрение. А мне что, засунул в программу Вольфрама да и решил не особо напрягаясь :)

Edited October 18, 2016 by Fedor

[Fedor 1,502]

Обычно УВ имеют прочность порядка 0,5—1 ГПа и модуль 20—70 ГПа, а подвергнутые ориентационной вытяжке — прочность 2,5—3,5 ГПа и модуль 200—450 ГПа. Благодаря низкой плотности (1,7—1,9 г/см³) по удельному значению (отношение прочности и модуля к плотности) https://ru.wikipedia.org/wiki/Углеродное_волокнопохоже это характеристики для производителей. Ну и как обычно в авиации актуальные оценки, можно сравнивать например с алюминием или древесиной деля их модули на плотность или удельный вес. Для расчетов конечно не нужны :)

Что-то подобное встречалось в английских книжках типа - Почему мы не проваливаемся сквозь пол http://www.school2-lgov.ru/images/DOCS/Pochemu_mu_ne_provalivaemsia_skvozi_pol_Gordon_Dg.1.pdf:)

Edited October 18, 2016 by Fedor

[jtok 708]

В госте какие-нибудь выдумки в поисках новизны с актуальностью каких-нибудь аспирантов - докторантов

ГОСТ 55072 от 2012 года есть перевод 1:1 британского стандарта BS 4994-87, который является дополненной и переработанной версией стандарта от 73 года.

Там наших аспирантов слава богу нет. Далее историю не знаю, но знаю, что с композитами и нормами для них буржуи начали возиться с 50х годов, активно всё это развивалось с 70х годов прошлого века. Так что наши как раз подоспели и хорошо, что особо своего не напридумывали.

Edited October 18, 2016 by johntokarev