КОНТИНУАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ СЕТЧАТОЙ КОМПОЗИТНОЙ СТРУКТУРЫ | Механика | композиционных | материалов и конструкций
> Том 26 > №2 / 2020 / Страницы: 269-281

КОНТИНУАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ СЕТЧАТОЙ КОМПОЗИТНОЙ СТРУКТУРЫ

,

Аннотация:

Предложена континуальная модель сетчатой композитной структуры цилиндрической оболочки, состоящей из системы спиральных и кольцевых ребер, изготовленных методом непрерывной намотки на станках с программным управлением. Такие оболочки используются в несущих конструкциях ракет-носителей и космических аппаратов. Модель основана на анализе напряженно-деформированного состояния элементарной ячейки сетчатой структуры, образованной ребрами, и последующем осреднении результатов для регулярной системы ребер. Рассмотрена симметричная ячейка, состоящая из пары спиральных ребер и кольцевого ребра, проходящего через середину отрезков спиральных ребер между узлами их пересечения. Ячейка нагружается нормальными и касательными напряжениями, действующими в плоскости структуры. Определены силы и моменты, действующие в сечениях ребер, перемещения ребер, и получены коэффициенты жесткости для структуры, учитывающие осевую деформацию и изгиб ребер в плоскости структуры. Полученные результаты позволяют записать соотношения упругости прикладной теории сетчатых композитных оболочек, включающие мембранные и изгибные коэффициенты жесткости. Статические и геометрические соотношения при этом имеют традиционную форму и учет изгибной жесткости ребер не приводит к повышению порядка уравнений. Также определены изгибные напряжения в ребрах, которые могут вносить существенный вклад в общие напряжения, действующие в ребрах сетчатой структуры. Полученные результаты сопоставлены с результатами расчета жесткостных характеристик сетчатой структуры методом конечных элементов и результатами испытаний элемента сетчатой структуры на сжатие. Полученные выражения для жесткостных характеристик сетчатой структуры и напряжений в ребрах могут быть использованы при проектных расчетах композитных сетчатых конструкций.

8