Простейшая конструкция

Традиционной структурой композиционных материалов является слоистая, когда траектории армирования лежат в плоскостях слоев, связь между которыми осуществляется через прослойки связующего [20, 25, 37—39]. Однако все большее внимание к себе привлекают композиционные материалы с пространственным расположением арматуры; объем работ в этом направлении непрерывно возрастает. Целесообразность пространственного расположения арматуры несомненна. Введение пространственного каркаса не только ликвидирует такой недостаток слоистых композиционных материалов как опасность расслоения вследствие слабого сопротивления сдвигу и поперечному отрыву, но и локализует в пределах нескольких пространственных ячеек распространение трещин. Этим резко повышается несущая способность материала в толстостенных конструкциях, особенно в зонах приложения сосредоточенных нагрузок, вырезов, ребер при нестационарных силовых и температурных воздействиях, характерных для современной техники.

Характеристики слоя с прямолинейным расположением волокон, входящие в зависимости табл. 4.1, определяли на однонаправленных и ортогонально-армированных стеклопластиках с укладкой волокон 1 : 3 и 1 : 5. Установлено хорошее совпадение расчетных, вычисленных по приведенным формулам, и экспериментально измеренных значений упругих констант. При этом оказалось, что модуль меж-слойного сдвига для слоистых стеклопластиков больше по величине, чем модуль сдвига в плоскости укладки арматуры Gxy. Для материала с укладкой волокон 1 : 3 Gxz — 4250 МПа, GKy = 3100 МПа, а для материалов с укладкой 1 : 5 Gxz — 4150 МПа, Gxy == 3000 МПа, поскольку материалы, изготовленные методом прессования прд высоком давлении, имеют значительно меньшую толщину прослойки связующего между слоями по сравнению с ее толщиной между волокнами в слоях. Композиционные материалы, образованные системой двух нитей, также не имеют прослоек между слоями. Поэтому предполагалось, что модули сдвига слоя во всех трех плоскостях одинаковы и описываются формулой для G—, приведенной в табл. 3.2. Такое предположение основывается на том, что по этой формуле достаточно точно рассчитывается модуль межслойного сдвига материалов, изготовленных методом прессования.

Шаг укладки волокон интегрально связан с коэффициентами армирования Ц;. Однако в зависимости от схемы армирования при неизменности коэффициентов армирования шаг волокон вдоль выбранных осей может быть различным. В направлении одной из осей он может быть минимальным — прослойки связующего между волокнами отсутствуют. В этом случае, например для однонаправленного материала, меняется сама расчетная модель: из дискретно-волокнистой

Рассматриваемая модель расчета приводит к значениям модулей сдвига Gi2 ч <32з значительно большим, чем упрощенные зависимости (см. табл. 5.2) для слоистой модели. С увеличением жесткости армирующих волокон чувствительность их к изменению параметра ая также увеличивается (см. рис. 5.11). Возрастание модулей сдвига с приближением параметра а3 к граничным точкам интервала его изменения объясняется наложением на модель более жестких связей. При этом неравенства (5.30) переходят в равенства, прослойки связующего отсутствуют, и в большем объеме элементарных параллелепипедов (см. рис. 5.2) выполняются условия Фойгта.

1) Радиальные напряжения, способствующие усилению или ослаблению адгезионной прочности, достигают максимума на расстоянии, соответствующем половине толщины прослойки связующего между волокнами, и минимума — на поверхности раздела.

2) Растягивающие окружные напряжения, вызывающие растрескивание матрицы вокруг волокна, максимальны на поверхности раздела и уменьшаются по мере удаления от нее, достигая минимума на расстоянии, соответствующем половине толщины прослойки связующего между волокнами.

На рис. 2 представлен элемент такого ротора. Здесь А — относительное объемное содержание ленты в роторе, D — связующего. Причем А + D = 1. При намотке ленты А и D можно трактовать как отношение толщин ленты и прослойки связующего к суммарной толщине витка.

Традиционной структурой композиционных материалов является слоистая, когда траектории армирования лежат в плоскостях слоев, связь между которыми осуществляется через прослойки связующего [20, 25, 37—39]. Однако все большее внимание к себе привлекают композиционные материалы с пространственным расположением арматуры; объем работ в этом направлении непрерывно возрастает. Целесообразность пространственного расположения арматуры несомненна. Введение пространственного каркаса не только ликвидирует такой недостаток слоистых композиционных материалов как опасность расслоения вследствие слабого сопротивления сдвигу и поперечному отрыву, но и локализует в пределах нескольких пространственных ячеек распространение трещин. Этим резко повышается несущая способность материала в толстостенных конструкциях, особенно в зонах приложения сосредоточенных нагрузок, вырезов, ребер при нестационарных силовых и температурных воздействиях, характерных для современной техники.

Характеристики слоя с прямолинейным расположением волокон, входящие в зависимости табл. 4.1, определяли на однонаправленных и ортогонально-армированных стеклопластиках с укладкой волокон 1 : 3 и 1 : 5. Установлено хорошее совпадение расчетных, вычисленных по приведенным формулам, и экспериментально измеренных значений упругих констант. При этом оказалось, что модуль меж-слойного сдвига для слоистых стеклопластиков больше по величине, чем модуль сдвига в плоскости укладки арматуры Gxy. Для материала с укладкой волокон 1 : 3 Gxz — 4250 МПа, GKy = 3100 МПа, а для материалов с укладкой 1 : 5 Gxz — 4150 МПа, Gxy == 3000 МПа, поскольку материалы, изготовленные методом прессования прд высоком давлении, имеют значительно меньшую толщину прослойки связующего между слоями по сравнению с ее толщиной между волокнами в слоях. Композиционные материалы, образованные системой двух нитей, также не имеют прослоек между слоями. Поэтому предполагалось, что модули сдвига слоя во всех трех плоскостях одинаковы и описываются формулой для G—, приведенной в табл. 3.2. Такое предположение основывается на том, что по этой формуле достаточно точно рассчитывается модуль межслойного сдвига материалов, изготовленных методом прессования.

Шаг укладки волокон интегрально связан с коэффициентами армирования Ц;. Однако в зависимости от схемы армирования при неизменности коэффициентов армирования шаг волокон вдоль выбранных осей может быть различным. В направлении одной из осей он может быть минимальным — прослойки связующего между волокнами отсутствуют. В этом случае, например для однонаправленного материала, меняется сама расчетная модель: из дискретно-волокнистой

Рассматриваемая модель расчета приводит к значениям модулей сдвига Gi2 ч <32з значительно большим, чем упрощенные зависимости (см. табл. 5.2) для слоистой модели. С увеличением жесткости армирующих волокон чувствительность их к изменению параметра ая также увеличивается (см. рис. 5.11). Возрастание модулей сдвига с приближением параметра а3 к граничным точкам интервала его изменения объясняется наложением на модель более жестких связей. При этом неравенства (5.30) переходят в равенства, прослойки связующего отсутствуют, и в большем объеме элементарных параллелепипедов (см. рис. 5.2) выполняются условия Фойгта.

Наиболее распространенной является простейшая конструкция по рис. 4.23, а. Размеры (мм) переводных камней для этого варианта приведены в табл. 4.5.

Простейшая конструкция -поглотителя колебаний вязкого типа приведена на рис. 10.35, а. Втулка /, жесткл связанная с кожухом 2, насажена на вал ,'}, крутильные колебания которого требуется погасить. Внутри кожуха находится маховик 4, способный проскальзывать относительно втулки благодаря вкладышу 5 с малым коэффициентом трения. Малый зазор между кожухом и маховиком заполнен жидкостью с большой вязкостью.

Простейшая конструкция • поглотителя колебаний вязкого типа приведена на рис. 10.35, а. Втулка /, жестко связанная с кожухом 2, насажена на вал 3, крутильные колебания которого требуется погасить. Внутри кожуха находится маховик 4, способный проскальзывать относительно втулки благодаря вкладышу 5 с малым коэффициентом трения. Малый зазор между кожухом и маховиком заполнен жидкостью с большой вязкостью.

Полузакрытые направляющие, построенные на трении скольжения, применяются в тех случаях, когда не предъявляется высоких требований к точности и чувствительности перемещаемого элемента. Простейшая конструкция такой направляющей (фиг. 85, а) обеспечивает посадку по боковым сторонам и высоте заплечиков. В этой конструкции не предусмотрено регулирование зазора, возникающего по мере износа. Частично этот дефект может быть устранен в направляющей с регулируемым клином (фиг. 85, б). При помощи регулировочных винтов здесь устраняются боковые и вертикальный зазоры в одном из заплечиков.

Стержень. Простейшая конструкция. При достаточной длине стержня в направлении действия силы реализуется принцип Сен-Венана и этим самым «автоматически» — функция распределителя. Недостатком являются большие деформации при паразитных нагрузках, поэтому стержни обычно используются с селекторами.

Для изучения влияния коррозионных сред на механические свойства металлов применяют специальные приспособления, которые должны обеспечивать постоянный подвод рабочей среды к поверхности испытуемого образца, а во многих случаях — ее перемешивание или постепенную замену. Простейшая конструкция такого приспособления для исследования длительной прочности металлов показана на рис. 3.

Некоторые конструкции подвижных катушек ЭДВ разной мощности изображены на рис. 58. Простейшая конструкция (рис. 58, а) содержит каркас 1, связанный со столом 3 подвижной системы. Обмотка 2, приклеенная к каркасу, должна содержать четное число слоев. В противном случае появится крутильная составляющая. Если каркас выполнен из металла, то в нем для уменьшения наведенных в результате движения токов делают прорези 4.

Консольная балочка — простейшая конструкция, но этот упругий элемент очень чувствителен к перемещениям точки приложения силы.

На фиг. 138 показана простейшая конструкция колодочного тормоза с грузовым замыканием. Усовершенствование этого типа тормозов проводится по линии создания комбинированного пружинно-грузового замыкания. Однако всем этим конструкциям свойственны существенные недостатки:

Во всех насосах со свободным уровнем металла уплотняется инертный газ с помощью торцового уплотнения гидродинамического типа Простейшая конструкция двойного торцового уплотнения вала по газу (УВГ) с невращающимися аксиально-подвижными узлами показана на рис. 3.39. На валу 5 установлен неподвижно опорный диск 6 (жесткий элемент), с которым соприкасаются уплотнительные кольца 8. Каждое кольцо поджимается несколькими цилиндрическими пружинами 4. Изменение нагрузки на парах трения осуществляется изменением силы сжатия^ пружин Уплотнительные кольца крепятся в металлической обойме d и за счет резиновых диафрагм 2 образуют подвижную в осевом

Устройство и работа. На фиг. 17 показана простейшая конструкция сальника с мягкой набивкой. Материалом для набивки служат хлопчатая бумага, пенька, асбест