§ 76. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫХ ОБОЛОЧЕК

§ 76. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫХ ОБОЛОЧЕК

Специальных норм проектирования пластмассовых оболочек в настоящее время нет. Поэтому следует пользоваться рекомендациями, основанными на результатах экспериментальных исследований и опыте возведения таких конструкций [12]. Для пластмассовых оболочек решающим критерием при определении геометрических размеров поперечных сечений элементов и их формы является устойчивость. Во избежание выпучивания сжимающие напряжения в оболочке, согласно некоторым рекомендациям, не должны превышать 1/3 критических.

Так как сила тяжести оболочек мала, они должны быть закреплены от ветрового отсоса.

Оболочки — наиболее эффективные конструкции из армированных пластмасс, так как пластмассы можно создавать с такой анизотропией упругих свойств, которая будет соответствовать напряженному состоянию оболочки и обеспечивать ее максимальную жесткость по отношению к заданной нагрузке. Характер анизотропии стеклопластиков регулируется структурными параметрами их как композиционных материалов и их структуру можно назвать регулируемой технологической анизотропией.

В качестве наполнителя при изготовлении стеклопластиков для оболочек применяются стеклянные нити, ленты, жгуты и тканые стек-ломатериалы. Относительную долю усилия, воспринимаемого связующим, находят по формуле

При Ест = 7000 МПа, Есв = 300...700 МПа (для большинства синтетических смол) и £ = 30% по формуле (161) получим NCB = 2...4%. Следовательно, усилия в стеклопластиковой оболочке в основном воспринимаются стеклонаполнителем, а связующее обеспечивает совместную работу отдельных элементов наполнителя. Предполагая в практических расчетах, что расчетные усилия должны восприниматься лишь стеклонаполнителем, оптимальной структурой материала считают такую структуру, которая обеспечивает равновесие стеклонаполнителя без участия связующего. Отсюда в качестве основной системы принимают оболочку, состоящую как бы из одного стеклонаполнителя. С этих позиций рассмотрим элемент оболочки из материала с косоперекрестной структурой (рис. 157, а), в котором действуют усилия N1 и N2 (например, продольное и кольцевое в цилиндрической оболочке или радиальное и меридиальное в сферической оболочке) и установим некоторые структурные параметры материала.

Рис. 157. К проектированию стеклопластиковой оболочки:
а — элемент стеклопластиковой оболочки; б — график для определения оптимального угла наклона стекловолокна в зависимости от напряженного состояния оболочки

Пусть система стеклонитей состоит из k слоев, причем одна половина слоев направлена под углом 0 к оси, а другая под углом я — 0. Из условия симметрии усилия р в каждом волокне одинаковы. Усилия, приходящиеся на единицу длины в направлении Ох и Оу, определяются по формулам:

При переменных в разных сечениях расчетных усилиях варьируются показатели k и n, что изменяет процент содержания стекловолокна в связующем в этих сечениях.

Приравнивая усилие р в расчетном сечении разрывному усилию в стеклонити, по формулам (162) можно найти несущую способность оболочки.

Решая аналогичным образом задачи проектирования различных оболочек из стеклопластиков с разными схемами армирования, находят оптимальные структурные параметры, позволяющие наиболее рационально использовать материал в теле оболочек.

содержание .. 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 ..