Способ изготовления слоистых оболочек
1. СПОСОБ ПЗГОТОВЛЕППЯ СЛОИСТЫХ ОБОЛОЧЕК, представляющих собой тела вращения, заключающийся в формовании наружного контура с заданной толщиной стенки, отличающийся тем, что, с целью повьпиения несущей способности при внегинем статическом давлении, определяют положение узловых линий, соответствующих радиальным колебаниям с минимальной резонансной частотой, и слои оболочки по этим линиям жестко соединяют между собой . 2. Способ по 1. }, .отличающийся тем, что жесткое соединение осуц ествляют прошиванием нитью.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН
1
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3338540 23-05 (22) 15.09.8! (46) 07.09.84. Бюл. ¹ 33 (72) В. П. Королев, Р. Я. Панфилов и М. В. Никулин (53) 629,13.534.8:678.067.5 (088.8) (56) 1. Королев В. И. Упругопластические деформации оболочек. М., «Машиностроение», 1971, 217 — 220.
2. Цыплаков О. Г. Основы формования стеклопластиковых оболочек. Л., «Машиностроение», 1968, 135 — 136, фиг. 68-69 (прототип).
„„SU„„1111879 А
В 32 В 7 00; В 29D9,00; G01М,00;
G 01 М 9/00
154) (57) 1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕН11Я
СЛОИСТЫХ ОБОЛОЧЕК, представляюгцих собой тела вращения. заключающийся в формовании наружно о контура с заданной толщиной стенки, от.т«ающпйся тем, ч i o, с целью повышения несущей способности при внешнем статическом давлении, определяк)т положение узловых линий, соответствующих радиальным колебаниям с минимальной резонансной частотой, и слои оболочки по Этим линиям жестко соединяют между собой.
2. Способ по .ь 1, отли«ающиися тем, что жесткое соединение осуществляк>т прошиваННс 1 нитью.
Изобретение относится к тонкостенным оболочечным конструкциям и может на)чти прим«llpllHp. Б силовых элем«птах изделий
Pc33, !li× H0Ã0 Н3 ЗНЯ <СНИ 51, PЯООТBI ЮЩИ Х I IÎД
<с
Недостатками способа изготовления являк>тся c,tîæíîñòь гсхнологического процесса формообразования оболочек и увелиЧЕНИЕ Нх ВЕСа 3<3 СЧЕТ ДОПОЛНИтЕЛЬНОй,3«сы поперечных и продольных ребер. 15
Известен такн<е способ изготовле:H53 с;10истых оболочек, представляющих собой тела Бра<цеIIH5I, закл)очак>щийся в <рормова)!Ни нарун< к о !.о Kol I Tv p<3 с заданной толщи ной с генки.
Укладку листов материала в зидс заданной формы осуществляют с учетом оптимизации упругих характеристик по толщине стенки в окружном и осевом направлениях, например, из условия минимума функционала потенциальной энергии и внешних нагрузок Б критическом состоянии (2! .
Недостатком известно(о с(юсоба явля:тся fo, ГГО прн минимальной толщине стенки, соот(3«тс 133 ющей заданной кр)п 1<ч«СКОЙ ilci I РХ ЗК<., ПОЛХ Ча !ОТСЯ НСБЬ! СОКИ С Ха.
pc3KTcpfIcTfI K!I у<тоичи во«ГН, Обуc. f013.!СИ<<в!с . 3О
1(с)юл!юи реализациеи механических харакГ(. (?1IС! ИК,>13TСРИсIЛ cl ОООЛОЧKИ В(,1(.ДС БИP (I o р()сслсlив!Iния с 3!Оследуюц(им (?33(уи If!«XI Б .Зонах максима ibHbix напряжений, КО ОРЫ<. БОЯН И Ка К)Т Б ) 3 IOBBIX ЛИНИЯХ BO. (Н, образующихся 13 Оболочке lipH потере ею 35 устойчивости нод действием внешнего наl p>, жсння, ! (с Il>K) ffdoC>p(.тсHHH 5153.1яетсЯ НОБышски(.
lK C < Il<«É CI1OC0C)IiO« l H 000.10 СT<11 и ГС СНОМ Дав.Т(ilHИ. I 1 0 C T 3 В, 1(> Н Н 3 51 ц(. I, oITiс3сн0 «I:(>собх из! Отовг!сii><5I слои«! ы. O<)O, i OHÑÊ, I I(?«, fC Tñ1 BCI 5II0fi (È Õ (. Обой Те, le! 1)рс» IЦ Il il 5l, 33 КГ!К) Чаю!ЦЕГ<3>< С5! Б фОРМОБЯ IH Il I I iРУ ЖНОГО i МИ:1ИХ!ЯЛЬНОЙ РСЗОН -!el< Ной Ча«т«ТОЙ, И СЛОИ ооол<) Причем жесткое «о«динение ол)цествляют нрошиванием нитью. 50 г(3 фи!. 1 показана форма волнообразоВання и положение узловых линий поперечного сечения оболочки при числе окружных волн и =- 2 (фнг. (а) и и = 3 (фиг. 16); iI3 фиг. 2 — схема >к«с К010 соединения мСждх Сооой «.10(B ОбОЛОЧКИ, Там iKC IIOK355 deil!0 РЯ СП (?(Д(Г!РHH(> l ilH5I L lIO ТО <1!ЦИНС 000.:10,, Г1озицией 1 обозначено положение узловых линий; г!озицией 2 -- слои оболочки: поз. 3 — нить. На предварительно отформованной обоЛос<КЕ ЭКСПЕРИМЕНтаЛЬНО HO ЧаетОтНЫМ ИСПЫтаниям или путем нагружения до потери устойчивости определяются параметры, соответствующие потере устойчивости при действии внешнего давления: число окружных волк и число продольных полуволн m и координаты положения узловых линий по поверхности оболочки (фиг. 1) (число продольных полуволн m = 1) при минимальной частоте. Г1араметры, характеризующие критическое состояние оболочки, определяют следующим образом. В оболочке, установленной на стенде, возбуждают колебания, определяют час.готы собственны.< колебаний и соответствующие этим частGTам чысла волн в Îкружном и осевом направлениях и при наименьшей частоте собственных колебаний определяют форму потери устойчивости f1 — K f1 c> где (<. — коэффициент, зависящий от свойств материала; г(„. — число окружных волн, соответс гвующих минимальной частоте. Форму волнообразования (и, m) и поло>кение узловых линий н3 поверхности обо лочки MoiKHo определить непосредственным H3ãðó>f<åHèåì оболочки внешним давлением I".ðè l раничных условиях закрепления, cÎи Бетствующих реальным условиям. В узловых точках как и в шарнирно закр«пленной балке изгибающие моменты минимальны, а перерезывающая сила максимальна по величине (из условия равновесия сил). Аналогично в точках пучности изгибающие моменты по абсолютной величине максимальны, а перерезывающая «Hла х!5(н>1малька. В качестве примера приведена реализация сl:о«063 на оболочке враtt".íèÿ, выllo3H(Иной по форме, близкой к цилиндрической il нагруженной («ременным по длине внешHfIiYI избыл o «3Kpeiiляют В соответствии с характером установки ее в реальных условиях и экспериментально определяют форму потери усToH iHBocTH при действии внешнего давления, например, частотным способом по фор.)с колебаний при минимальной частоте п. «испо,льзованием формулы и == кп,, где Il о число Ок)?У жных Волн, c00TE3()TÑTB) 30к(их минимальной частоте соосгвснных колебаний; К вЂ” постоянный K03(j)(f)>!lift« 1! 11879! -!! ос гани >< .: . . Ии»",>к> в ! «аакгор .К. II!2>la»p 1 > к рс 11. i i; . К> Ч рек)» р i ..-.! р Заказ !)043, 9 1ираин 435 II»I)»««». ВНИ>И11И Госу)>арстаенн)>г;> комитета СССР ио ае.>ам изобре)еиий и открытий I 13035, Москва, Ж- — 35. Р>1 )нская наб . л 4,5 Филиал 111111 «Г1атент», г. ;-Зк> о !к>:„1л 11роектная, связывающий форму колебаний при м инимальной резонансной частоте с формой потери устойчивости (для цилиндрических оболочек К = 1,15) . Для рассматриваемой оболочки критическое число окружных волн п = 4, что соответствует восьми узловым линиям, равномерно расположенным по ее периметру, причем вдоль образующей получается одна полуволна. Без поперечной связи слоев оболочка теряет устойчивость при критическом давлении 2 — -2,2 кг/см . г B данном случае при действии внешнего давления в стенке оболочки возникают изгибаюгцие моменты, максимальное значение которых имеет место пучностях точках максимальных радиальных иеремегцений, а максимальные касательные напряжения — в узловых линиях, соответствую гцих нулевым радиальным неремегцени ям (фиг. 1). Потере устойчивости предшествует расслоение стенки от касательных напряжений, которые распределяются по параболическому закону, достигая минимального значения на свободнь)х поверх и>с гях «болоч ки. Поперечное сoE,Eèиеи:!е c. li>CB c > I» B) i 1,, НИ ВЬ! ИО.)ИЕНО B;IO !Ь ВОС!>»1И !)ОР;1.>> > ))!1ii », ТОЧКИ КОТОРЫХ СООТВСТѻ !ОГ ПО !E)BEE i. 1> ° узловых линий по поверхности оболо 1К;-I закритическом состоянии. Зто oDcTo)i I ство повышает Beличину д;)влсния, >От) е! ствмю)цего началу р1)сслоения стенки ог касательных напряжений, что в конеч)ом счете приводит к увеличению критического игешнего давления оболочки ири иракти:!вски неизменных геометрических параметрах (тол)цине и радиусе). Предлагаемый си!)соб позволяет и:.)Bi >5 сить величину критического вне шн I o д;)вления на — 30 — 35 /E), >òo в свокз о>п!)e Ii> зквив.-,ен гн!о снижен)!и массы !)гп>!II>-:к;1 приб.)изительно на 20о>о. Умен!-н.с!1,1; МаСCh! ОбОЛОЧКИ. а СЛЕдОВа ГЕЛЬ>НО, и сЕ,ОЛ 20 п.ины по. >)ими снижения р))схода .,))ер).„, >., существенно улучшает и эксилу а I ; .i!;.,:ы: характерист;1ки оболочки в целом.
