ВВЕДЕНИЕ..................................................................................................................... 4
ГЛАВА 1. ПРИМЕНЕНИЕ ВОЛОКНИСТЫХ КОМПОЗИТОВ В СОСУДАХ
ДАВЛЕНИЯ.................................................................................................................. 11
1.1. Принципы повышения эффективности применения композитов в различных
отраслях гражданского и специального машиностроения .................................... 11
1.2. Опыт применения волокнистых композитов в сосудах давления ................. 15
1.2.1. Применение волокнистых композитов в сосудах давления и анализ
эффективности композитных материалов в баллонах по сравнению со сталью ... 15
1.2.2. Методы расчета и оптимизации композитных сосудов давления……21
1.2.3. Технологии изготовления композитных сосудов давления ................ 23
ГЛАВА 2. ОСНОВНЫЕ ПОДХОДЫ МЕХАНИКИ ДЕФОРМИРОВАНИЯ И
РАЗРУШЕНИЯ КОМПОЗИТОВ............................................................................. 34
2.1. Теория упругости анизотропных многослойных композитов. ..................... 34
2.2. Элементы наследственной теории ползучести с учетом климатических
факторов ......................................................................................................................... 41
2.3. Критерии прочности намоточных сосудов давления, учитывающие
направленные механизмы разрушения ....................................................................... 45
2.4. Механика роста расслоений и расщеплений при различных условиях
(циклического и динамического) нагружения ........................................................... 49
ГЛАВА 3. РАСЧЕТ И ОПТИМИЗАЦИЯ СТРУКТУРЫ АРМИРОВАНИЯ
КОМПОЗИТНЫХ СОСУДОВ ДАВЛЕНИЯ ........................................................ 57
3.1. МКЭ-расчеты НДС цилиндрической, донной частей и зон полюсных
отверстий..................................................................................................................... 57
3.2. Нитяная модель для выбора оптимальных углов армирования.................... 61
3.3. Методы расчета композитных сосудов давления ........................................... 62
3.3.1. Послойный метод расчета напряжений в симметричных парах слоев
...................................................................................................................................... 66
3.3.2. Упрощенный послойный метод ............................................................. 693
3.3.3. Расчет упругих свойств через основные инварианты тензора упругих
модулей ...................................................................................................................... 70
3.4. Построение предельных поверхностей прочности в пространстве
напряжений на основе критериев прочности для пар слоев.................................. 76
3.5. Разработка программы рационального выбора углов армирования с целью
создания равнонапряженной волокнистой структуры ............................................. 98
3.6. Верификация результатов расчета напряженно-деформированного
состояния композитного сосуда давления ............................................................... 106
ГЛАВА 4. АНАЛИЗ ПОТЕРИ УСТОЙЧИВОСТИ КОМПОЗИТНЫХ
ПЛАСТИН И СОСУДОВ ДАВЛЕНИЯ ............................................................... 114
4.1. Оценки устойчивости деформирования тонкостенных пластин и оболочек
при плоском напряженном состоянии для идентификации параметров критериев
прочности.................................................................................................................. 114
4.2. Энергетический критерий расслоения и масштабный эффект прочности 127
4.3. Расслоение при сжатии плоского композитного элемента с выщелкиванием
слоя ............................................................................................................................... 130
4.4. Расслоение кольца (баллона) с выщелкиванием внутреннего слоя ............ 139
ЗАКЛЮЧЕНИЕ......................................................................................................... 151
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ....................................................................................... 153
ПРИЛОЖЕНИЯ ....................................................................................................... 167
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ........................................................................................................ 167
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 ........................................................................................................ 168
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 ........................................................................................................ 169
