который легко поддается автоматизации и позволяет снизить трудо
-
емкость и стоимость изготовления изделий вследствие сокращения чи
-
сла деталей
,
входящих в конструкцию
,
и числа сборочных операций
,
а также свести к минимуму механическую обработку и значительно
повысить коэффициент использования материала
.
В настоящее время мало опубликовано работ по проектированию и
кинематике намотки баллонов торовой формы из КМ
.
Настоящая ста
-
тья восполняет этот пробел
.
Необходимо отметить
,
что благодаря высо
-
ким эргономическим и эксплуатационным показателям большие пер
-
спективы открывает применение торовых баллонов для дыхательных
аппаратов пожарных
,
промышленных рабочих
,
водолазов и других спе
-
циалистов
,
работающих в экстремальных условиях
[2].
Для снижения
стоимости и трудоемкости изготовления таких баллонов их можно вы
-
полнить из волокнистого стеклопластика
,
а лейнер
—
из полимерного
материала или резины
.
Для газобаллонных автомобилей и других транспортных средств
,
работающих от сжатого до давления
24
МПа природного газа
(95 %
CH
4
),
могут быть созданы также стеклопластиковые торовые баллоны с
использованием неметаллического лейнера
.
Такие стеклопластиковые
торовые баллоны будут легче
,
дешевле и удобнее
,
чем применяемые
в настоящее время металлические или комбинированные баллоны ци
-
линдрической формы
.
Таким образом
,
применение композиционных и комбинированных
материалов в сочетании с методом намотки открывает широкие пер
-
спективы для создания торовых баллонов из КМ различного назначе
-
ния
.
Однако для проектирования
,
разработки конструкции и техноло
-
гии изготовления торовых баллонов из КМ необходимы аналитические
зависимости и математические модели
,
определяющие геометрические
размеры
,
форму поверхности и схему армирования силовой оболочки
,
а также кинематику намотки и режимы изготовления композитных обо
-
лочек торовой формы
.
Проектирование торовых оболочек
минимальной массы из поли
-
мерно
-
волокнистых однонаправленных КМ основано на представле
-
нии материала как системы гибких нитей
,
которые при натяжении вос
-
принимают всю внешнюю нагрузку
.
Связующее считают податливым
,
а его несущую способность не учитывают
.
За критерий оптимальности
(
получение минимума массы
)
принимают условие равнонапряженно
-
сти всех нитей
,
лежащих на поверхности оболочки
.
Хотя при введении
тонкого металлического лейнера
(
слоя
)
в конструкцию торового сосуда
его массовая эффективность несколько уменьшается
,
однако металло
-
композитные или комбинированные оболочки имеют и целый ряд тех
-
52 ISSN 0236-3941.
Вестник МГТУ им
.
Н
.
Э
.
Баумана
.
Сер
. “
Машиностроение
”. 2004.
№
3
