En
> Том 17 > №4 / 2011 / Страницы: 545-554

Оптимальное проектирование длинномерных сложноармированных изделий из полимерных композиционных материалов

, ,

Аннотация:

Представлен новый подход к оптимальному проектированию стержневых композитных элементов конструкций, находящихся под действием осевого нагружения, по условиям прочности, жесткости и устойчивости. Структура проектируемого стержневого элемента представляет собой ядро, состоящее из однонаправленных волокон, обмотанное парой спирально-перекрестных слоев. Ядро стержня рассматривается как трансверсально-изотропное тело, пара спирально-перекрестных слоев – как тонкостенная ортотропная оболочка Проектные параметры – относительная толщина и угол ориентации пары спирально-перекрестных слоев. В качестве критерия оптимальности рассматривается минимум площади поперечного сечения стержня. В качестве ограничений по прочности используются первая (максимальных напряжений) и вторая (максимальных деформаций) теории прочности для ядра стержня и квадратичный критерий прочности – для пары спирально-перекрестных слоев. Поставленная задача сводится к задаче безусловной минимизации и решается методом покоординатного спуска. На основе предлагаемого подхода получена оптимальная структура шарнирно опертого стержня из углепластика, находящегося в условиях одноосного сжатия.

5