Моделирование процесса формования отверстий в композитных конструкциях методом прокалывания неотвержденного полимерно-волокнистого материала - page 9

продольное растяжение в зависимости от изменения коэффициента ар-
мирования волокон по ширине зоны уплотнения. Распространяя выра-
жение (10) на всю ширину зоны уплотнения
H
x
и учитывая равенство
(11), найдем растягивающие силы, действующие в каждой из нитей
слоя по координате
y
H
:
N
x
(
y
) =
A
N
ϑ
x
/H
x
)
2
y
2
H
.
(12)
При этом все нити вместе по ширине зоны уплотнения
H
x
(ко-
ордината
y
H
)
будут оказывать суммарное давление на крайнюю по
стрелке раскола нить. Интегрируя выражение (12) от нуля до
y
H
=
H
x
и подставляя в него значения
Δ
ϑ
x
и
H
x
из уравнения (6), с учетом
зависимостей (8), получим
q
σ
(
x
) =
H
x
Z
0
N
x
(
y
H
)
dy
H
=
2
2
3
A
N
ϑ
в
(
ϑ
m
ϑ
в
)
d
m
cos
θ
m
(
y
x
)
3
/
2
,
(13)
где константа A
N
= 35
,
5
МПа/мм и значения
ϑ
в
= 0
,
65
и
Δ
ϑ
m
= 0
,
196
были определены ранее.
Теперь для определения давления
q
τ
(
x
)
, возникающего при меж-
слойном сдвиге (смещении) нитей в поперечном направлении, можем
записать
q
τ
(
x
) = 2
τ
сл
(
x
) = 2
k
τ
[
p
сж
+
q
σ
(
x
)]
,
(14)
где
p
сж
— технологическое сжатие слоев оболочки при ее изготовле-
нии;
k
τ
— коэффициент межслойного трения, определяемый экспери-
ментально;
q
σ
(
x
)
— внутрислойное давление, вызванное переуплот-
нением волокон. Подставляя в равенство (9) выражения (13) и (14),
найдем суммарное давление на крайнюю по стрелке раскола нить:
q
x
=
q
σ
(
x
)+
q
τ
(
x
) = 2
k
τ
p
сж
+
2
2
3
А
N
(1+2
k
τ
)
ϑ
в
Δ
ϑ
m
d
m
cos
θ
m
(
y
x
)
3
/
2
.
(15)
Подставив значение
q
x
из выражения (15) в уравнение (2) и инте-
грируя его, определим растягивающую силу в крайней нити:
N
x
=
y
x
cos
θ
x
2
k
τ
p
сж
+
4
2
15
А
N
(1 + 2
k
τ
)
ϑ
в
Δ
ϑ
m
d
m
cos
θ
m
(
y
x
)
3
/
2
!
.
(16)
В полученных зависимостях (7), (8), (15) и (16) остаются неизвест-
ными параметры
k
τ
,
d
m
и
θ
m
.
Для определения коэффициента трения скольжения
k
τ
проводится
эксперимент (рис. 6), заключающийся в вытягивании одной нити или
ровинга в состоянии переработки из многослойного ортотропного па-
кета, сжатого давлением
p
сж
. Нить перерезают на расстоянии
l
н
6
l
пр
и
к ее концу прикладывают силу
F
н
6
F
пр
. Нагруженная таким образом
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2007. № 3 41
1,2,3,4,5,6,7,8 10,11,12,13,14,15
Powered by FlippingBook