армирования и параметров намотки торовой оболочки
.
Такая методи
-
ка наиболее целесообразна на ранних стадиях проектирования
,
когда
ее применение позволяет
,
во
-
первых
,
выделить наиболее эффективное
конструкторско
-
технологическое решение благодаря большой степени
свободы в выборе вариантов конструкции и технологии изготовления
,
а
во
-
вторых
,
сократить время дальнейшего проектирования вследствие
хорошей согласованности конструкторских и технологических параме
-
тров
.
Последовательность конструкторско
-
технологического проектиро
-
вания и расчета параметров равнонапряженных торовых оболочек
,
вы
-
полненных из композиционных и комбинированных материалов
,
при
-
ведена далее
.
1.
На основе анализа технического задания
(
ТЗ
)
выбирают кон
-
структивно
-
силовую схему торового баллона
,
схему армирования и
структуру материала стенки торовой оболочки
.
Формируют исходные
данные
,
включающие рабочее и разрушающее давление
p
раб
и
p
раз
,
вну
-
тренний объем оболочки
V
об
,
максимальный диаметр тора
D
об
= 2
r
0
,
количество и место расположения штуцеров
.
Проверяют возможность
создания торового сосуда в заданных габаритных размерах по соот
-
ношению
0
6
V
об
(
µ, λ
)
/r
3
0
6
1
,
618
. . .
2
,
467
,
которое следует из вы
-
ражений
(17)
и
(18).
Выбирают материалы слоев комбинированной
оболочки
.
Оценивают возможность изготовления силовой оболочки
заданной массы
(17), (18)
по соотношению
M
min
КМ
6
M
кмб
6
M
min
КМ
(1 +
ψ
σ
)
/
3
ψ
σ
, ψ
σ
= (
σ
вм
/ρ
м
)
/
(
σ
вк
/ρ
к
)
,
где
ψ
σ
—
отношение удельных прочностей конструкционных метал
-
лов и однонаправленных КМ
.
В случае необходимости выбирают но
-
вую пару материалов
.
2.
Проводят конструкторские и технологические расчеты
.
Сна
-
чала методом итераций по выражениям
(11)–(13)
находят базовые
конструктивно
-
технологические параметры
(
КТП
)
силовой оболочки
µ
(
задается
),
c
2
,
λ
и
β
0
.
Потом по выражению
(8)
определяют функцию
r
α
=
f
(
r,
КТП
, α
)
и производную
y
0
α
=
f
(
r
α
,
КТП
,
α
)
из уравнения
меридиана
(9).
Исходные данные ТЗ
,
полученные значения параме
-
тров
µ
,
c
2
,
β
0
,
λ
и найденные зависимости
r
α
и
y
0
α
являются осно
-
вой для проведения технологических расчетов
.
Определяют углы на
-
мотки
β
α
=
f
(
r
α
, α
)
и траекторию укладки нитей на поверхности
тора
ϕ
α
=
f
(
y
0
α
, β
α
, r
α
, α
)
в криволинейной СК
.
По формулам
(22)
рассчитывают угловой шаг
Φ(
ϕ
0
α
,
КТП
,
µ
,
λ
)
и остаток углового шага
намотки
∆Φ(Φ
, µ, λ
)
;
угловую
ϕ
л
(0) =
НОД
(Φ
,
∆Φ
)
и нормальную
t
л
(
ϕ
л
,0
) =
t
рас
л
ширину ленты на большом экваторе тора
.
Полученную
ISSN 0236-3941.
Вестник МГТУ им
.
Н
.
Э
.
Баумана
.
Сер
. “
Машиностроение
”. 2004.
№
3 63
