Намотка волокном

Этот метод использовался в основном для стеклопластиков, но нашел применение и для переработки некоторых улучшенных композиционных материалов, состоящих из углеродного волокна и эпоксидной смолы. В качестве примеров его применения можно привести получение шасси и труб силовой передачи из улучшен­ных композиционных материалов. Ожидается, что основным назна­чением этого метода станет производство труб различных типов, обтекателей антенн, цилиндрических деталей.

Для цилиндрических сосудов высокого давления отношение окружного напряжения к продольному равно 2:1. При конструи­ровании этих сосудов, формуемых методом намотки волокном, можно предусмотреть такую ориентацию волокна, чтобы получить ортотропный материал, прочность которого в окружном направ­лении почти вдвое больше, чем в продольном. В идеальном сосуде высокого давления, полученном намоткой волокном, слои должны иметь диагональное расположение нитей, при котором они будут ориентированы под углом ±54,75° к продольной оси. Этот угол, тангенс которого равен 2, обеспечивает симметричную укладку слоев волокна. В пределах допущений, обусловленных анализом переплетений, прочность в окружном направлении вдвое выше, чем в продольном.

На практике закрытие торцов цилиндрических сосудов, полу­чаемых намоткой волокна, позволяет пойти на компромиссную конструкцию, отличающуюся от идеальной, с диагональным рас­положением нитей под углом 54,75°. Для формования куполооб­разных торцовых крышек углы намотки волокна должны быть другими. Нити, которые наматываются по краям полюсных утолщений (в торцовом куполе обычно остается отверстие) должны идти (для обеспечения стабильности) от цилиндра к куполу под очень малыми углами намотки. Те же нити под такими же малыми углами намотки проходят вдоль цилиндра для перекрывания купола на другом конце сосуда высокого давления. Так как на­мотка под малыми углами, часто называемая «продольной намот­кой», производится под углом, который меньше оптимального, равного 54,75°, обычно практикуется усиление ее рядом попереч­ных намоток под большим углом, например, 85°. Чередование слоев, полученных под большими и малыми углами намотки, позво­ляет получить так называемую «сбалансированную» схему намотки.

Этот процесс, в основном разработанный фирмой «Уаэттейкер рисерч энд дивелопмент», был использован сначала для изготов­ления удилищ и осей стрелок-указателей. В дальнейшем он был приспособлен для формования передних аэродинамических лопа­стей (лопаток), моделей промежуточных отсеков ракет диаметром 740 мм, цилиндрических деталей, авиационных топливных баков и взаимозаменяемых стандартизованных блочных конструкций (см. гл. 15.)

Комментарии закрыты.