СТАТЬИ АРБИР
 

  2018

  Июль
  Август   
  Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
30 31 1 2 3 4 5
6 7 8 9 10 11 12
13 14 15 16 17 18 19
20 21 22 23 24 25 26
27 28 29 30 31 1 2
   

  
Логин:
Пароль:
Забыли свой пароль?


WiseTex - прогнозирование структуры и свойств текстильных полимерных композитов


WiseTex - прогнозирование структуры и свойств текстильных полимерных композитов

Как достоверно описать архитектуру текстиля? Как преобразовать ее в конечно-элементное описание, избежав манипулирования с моделью вручную? Как описать не-линейное, неконсервативное, необратимое, с внутренним трением механическое пове-дение текстильных (и, шире, волокнистых) материалов? Как учесть наличие поврежден- ности при гомогенизации?

Эти вопросы являются объектом исследования департамента металлургии и ма-териаловедения (Department MTM) Католического университета Лёвена - Katholieke Universiteit Leuven (KUL), Бельгия, включая профессора Степана Ломова. Результатом явилось создание среды текстильного моделирования WiseTex.

Среда моделирования текстильных полотен и текстильных композитов WiseTex включает модели внутреннего строения ткани в свободном и деформированном состоянии, ее сопротивления сжатию, растяжению и сдвигу. Результаты моделирования текстильного армирования являются исходными данными для расчета течения связующего через ткань при пропитке и механических свойств готового композиционного материала.[1]

Рассматривая гомогенизацию на иерархическом уровне, мы сталкивается со следующими классами задач:

- описание внутренней геометрии текстильного материала. Это относится как к описанию переплетения нитей (с обобщенным кодированием переплетения и применением принципа минимума энергии для расчета пространственного положения нитей), так и к описанию геометрии волокон внутри нити. Варьирование структуры (топологии переплетения) ткани - эффективный путь оптимизации текстильного армирования. Математические модели ткани включают в свой состав алгоритмы кодирования структуры переплетения, а программы - пользовательский интерфейс для их редактирования.

-деформирование текстильного армирования при формовании композитной детали. Эта задача включает описание сложного, «странного» (нелинейного) поведения ткани при деформировании

-течение связующего через текстильное армирование при пропитке. Здесь мы сталкиваемся с двумя проблемами: чрезвычайная сложность геометрии и наличие пор двух масштабов (между нитями и между волокнами в нитях).

-гомогенизация механических свойств композита на мезо-уровне (ячейка периодичности). [2]

Ключ к успеху интегрированного моделирования лежит в объединении механики композитов и текстильного материаловедения.

WiseTex- вычислительный инструмент, позволяющий предсказывать свойства материала и его поведение при изготовлении и эксплуатации.

Внутреннее строение тканых и плетеных полотен. Рассматривая ячейку периодичности (раппорт) ткани. Исходными данными для моделирования являются: линейная плотность нитей, их поперечное сечение в свободном состоянии, диаграммы сжатия и изгиба; топология переплетения; плотность ткани (количество нитей на единицу длины/ширины). Результатом расчета геометрии нитей является форма средних линей нитей и изменение размеров сечения вдоль нитей.

Деформирование текстильных структур, используемых в WiseTex:

- Сжатие. Модель сжатия описывает два процесса: изменение изгиба нитей при сжатии полотна и сжатие их поперечных сечений. Результатом расчета являются диаграмма «давление - толщина» для ткани и внутреннее строение сжатой ткани, показанной на рисунке.

Рис. 1 -Диаграмма сжатия многослойной ткани из стекловолокна.

Врезка:рассчитанная форма нити при давлении 300 кПа в сравнении с микрограммой поперечного сечения ткани

- Двухосное растяжение. Натяжение нитей вызывает появление поперечных сил, которые сжимают нити, изменяя размеры их сечений. Поперечные силы изменяют условия равновесия изгиба основы и утка, изменяя высоты волн изгиба. Изменение длины нитей задает (через экспериментальные нелинейные диаграммы растяжения нитей) их натяжения, которые после суммирования дают натяжение ткани, приведшее к заданной деформации.

- Сдвиг. Внутреннее строение тканого полотна после сдвига (неортогональные направления основы и утка) схоже со строением плетеного полотна. Цель расчета - получить для угла сдвига усилие сдвига, при условии заданного (предварительного) натяжения ткани. При расчете сопротивления сдвигу учитываются следующие факторы: трение; изменение изгиба нитей; сжатие нитей по толщине и в плоскости ткани; кручение нитей; работа против поперечных сил при изменении положения нитей по толщине ткани. [3]

ЛИТЕРАТУРА:

1. Delerue J.-F., Lomov S.V., Parnas R.S., Verpoest I., Wevers M.. Pore network modelling of permeability for textile reinforcements // Polymer Composites.- Vol. 24. - N3. - 2003. - P.344-357.

2. Lomov, S.V. Gusakov, A.V. Huysmans, G. Prodromou, A. Verpoest, I. Textile geometry preprocessor for meso-mechanical models of woven composites // Composites Science and Technology. - Vol. 60 - 2000 - P.2083-2095.

3. Lomov S.V, Huysmans G., Luo Y., Parnas R.S., Prodromou A., Verpoest I., Phelan F.R. Textile composites: Modelling strategies // Composites A. - Vol. 32. - N 10. - P. 1379-1394, 2001.

УДК 677.024.1


О.Н.КОВАЛЕНКО, А.А.ТУВИН (Ивановский государственный политехнический университет)





МОЙ АРБИТР. ПОДАЧА ДОКУМЕНТОВ В АРБИТРАЖНЫЕ СУДЫ
КАРТОТЕКА АРБИТРАЖНЫХ ДЕЛ
БАНК РЕШЕНИЙ АРБИТРАЖНЫХ СУДОВ
КАЛЕНДАРЬ СУДЕБНЫХ ЗАСЕДАНИЙ

ПОИСК ПО САЙТУ