Например, Бобцов

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА НАМОТКИ КОМПОЗИТНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБОЛОЧЕК

Аннотация:

Предмет исследования. Существует эффективный способ филаментной намотки для изготовления полых композитных изделий (трубы, емкости и т. п.). Готовая продукция отличается легкостью, прочностью и широко используется в промышленности. Однако этот метод имеет существенные недостатки. Натяжение поверх- ностного слоя и натяжение внутренних слоев могут значительно различаться у формируемых изделий. Этот эффект наблюдается и в том случае, когда натяжение наматываемого материала регулируется. Еще одним су- щественным недостатком технологии является изменение диаметра поперечного сечения изделия в торцевых зонах, где осуществляется возвратное движение подвижной тележки с нитями (лентой). Вследствие указанных недостатков имеются отклонения плотности намотки и других показателей напряженно-деформированного состояния от плановых значений. Метод. Для устранения отмеченных недостатков предлагается оригинальный метод управления радиальным приращением композитной намотки и ее плотностью. Он базируется на модели формирования композитной намотки, в основе которой лежит представление о движении точки наматывания материала по спирали в проекции, перпендикулярной оси вращения оправки. С помощью модели определяют- ся заданная плотность намотки, нормированное приращение радиуса намотки и изменение угловой скорости оправки при движении раскладчика в торцевой зоне. Анализ модели показывает, что для формирования ком- позитной намотки с равными технологическими параметрами (радиус, длина намотки, плотность) необходимо поддерживать фактическую скорость перемещения точки наматывания, равной теоретической. Практически это означает, что нужно поддерживать фактический радиус формируемой намотки, равным теоретическому на каждом текущем значении угла поворота оправки. Основные результаты. Для реализации заявленного метода разработано устройство управления процессом формирования намотки. Устройство обеспечит воздействие на намотку с переменным усилием, адекватно реагируя на случайные возмущения и поддерживая равенство между фактическим и расчетным радиусами намотки. С помощью приложения Simulink, являющегося составной частью пакета прикладных программ MATLAB, построена модель процесса управления устройством. Практическая значимость. Предлагаемый метод и устройство управления радиальным приращением композитной намотки и ее плотностью повысят эффективность производства цилиндрических композитных изделий за счет стабили- зации напряженно-деформированного состояния композитной намотки и предотвращения действия случайных факторов.

Ключевые слова:

Постоянный URL

Статьи в номере

Содержание © 1993–2024 Университет ИТМО
Разработка © 2015 Университет ИТМО