Композитные материалы.

Xan>> У них внутренняя редукция 1/50 — 200 классических шагов на оборот.
SashaMaks> Очень не хочу сам высчитать, так как пока не знаю, как.

При диаметре 80 мм длина окружности 251.33.
Делим на 200 шагов — 1.257 мм на шаг.

Шаг у шаговиков — это когда ток в одной обмотке выключают, а в другой включают.
Если вместо дискретного вкл/откл подавать в обе обмотки "аналоговую" смесь токов, то можно получить любое (тоже "аналоговое") положение. Как-то так:

i_1 = cos(f)
i_2 = sin(f)

У древних шаговиков угол поворота в промежутках между классическими шагами не очень совпадает с "теорией", а у новых класса "микрошаговые" точность выше.

SashaMaks> Но нужны были простые линейные цифры в [м] (лучше в [мм]).

Ну вот для полушагов получится 0.629 мм дискрет по оси вращения.
Зато по "наклону" при полушагах примерно 0.05 градуса.
При этом на один шаг вращения можно сделать два десятка шагов наклона и нитка ляжет с точностью около 30 микрон.
Это если не использовать микрошаги. С микрошагами вообще оверкилл получится.

SashaMaks> И даже это будет пустое.

В общем и целом - согласен. Однако в практике двигателестроения подобные миксты случались. Но с металлическими корпусами, на которые подматывали композит. Описаны, например, у Фахрутдинова.

a.c.> Описаны, например, у Фахрутдинова.

Металлические части есть, обычно сложной формы и функционала, но именно у Фахрутдинова и именно цилиндрические бандажи не нашёл.

Xan> При этом на один шаг вращения можно сделать два десятка шагов наклона и нитка ляжет с точностью около 30 микрон.

Т.е. это точность позиционирования ±0,03мм?
У 3D принтеров, например, эта величина сейчас находится на уровне ±0,01мм по факту где-то ±0,2мм.
Диаметр стеклонити 0,003...0,015мм.

Т.е. достаточно плотной структуры виток-к-витку сделать не получиться. С позиционированием будут проблемы с самим станком в результате чего погрешность позиционирования будет хуже и по факту составит не ±0,01мм, а ±0,1мм или даже ±0,2мм.

А если такой структуры не будет, то желаемую прочность в [МПа] или [ГПа] придётся набирать толщиной стенки, что приведёт к снижению допускаемых напряжений до тех же самых значений, что и в обычной тряпке - стеклоткани.

Получается, что заморачиваться со станком для намотки мононитью нет никакого смысла. Либо это будет совсем не настольная технология по какой-нибудь космической цене и неподъёмная для одиночки любителя.

Xan> Это если не использовать микрошаги. С микрошагами вообще оверкилл получится.

Ты бы глянул цены на направляющие такие, чтобы эта точность только тут не уплыла вместе с твоими штанами)))

SashaMaks> Экономить же до такой степени стеклоткань - это уже перебор крохоборства ИМХО.

Могу позволить не экономить

Не нравится кривой рез, бахромится не одинаково, и поврежденные волокна вдоль реза торчат, не аккуратно, мешают работать.

SashaMaks> А я таких не видел. Может ты путаешь с боковыми краями всего полотна, где машинное плетение идёт, которое тебе резом кажется?

Нет, не перепутал.

SashaMaks> Нет, у них сатиновое плетение - это тоже направления волокон 0° и 90°. Причем для формования сложных деталей, вроде сферических днищ - это удобнее. Т.е. это плетение лучше простого полотняного, как у Т-13.

Да, под 90гр. друг к другу и 45 к резу, или рулону, имел в виду это. Без сомнения прочнее, так как это напоминает 45гр. намотку. Про сферические изделия, тебе виднее, я пока не освоил, но судя по рыхлому плетению, из Т11 проще сформировать ровную полусферу.

a.c.>> То есть, намотка бандажного слоя текстильного композита на трубу из ламинарного.
SashaMaks> И даже это будет пустое.
SashaMaks> , а бумага ничего не даёт, кроме пустой массы.

Она дает, для меня, технологичность изготовления и корпус получается, ровный и гладкий. Из чистого стеклопластика, гильза получается менее ровная, неоднородная с верху, а внутри очень гладкая. Поскольку, осваиваю моторы с скрепленным зарядом, то гильза с картоном внутри, подходит больше. Да, без сомнения, у гильзы из стеклопластика характеристики по механике выше, но, для меня, делать намного сложнее.

a.c.> Сначала намотка слоя, потом пропитка.

a.c.> Рекомендую, всё же, посмотреть специальную литературу по композитам.

Спасибо!

irfps> Она дает, для меня, технологичность изготовления и корпус получается, ровный и гладкий. Из чистого стеклопластика, гильза получается менее ровная, неоднородная с верху, а внутри очень гладкая.

Ну уж коли так, ради технологичности.
То намотай на оправку 1+ оборот картона.
Потом сколько надо стекла.
По верху пусти опять картон.
Тут хоть нахлест "стекло на стекло" получится.

SashaMaks> Диаметр стеклонити 0,003...0,015мм.

Я же уже писал, что такое "нитка".

SashaMaks> Т.е. достаточно плотной структуры виток-к-витку сделать не получиться.

При 15 витках на сантиметр и ширине ленты 1.5 мм  — 15 * 1.5 = 22.5 мм — получится двойной слой.

SashaMaks> Получается, что заморачиваться со станком для намотки мононитью нет никакого смысла.

Я же уже писал, что такое "нитка".
3K, 6K, 12K, 24K — это количество волокон в пучке.

SashaMaks>> Диаметр стеклонити 0,003...0,015мм.
Xan> Я же уже писал, что такое "нитка".

Есть собственные желания, а есть мир действительный. В твоём мире с твоими "нитками" структура виток-к-витку никогда не получится. Будет много пустоты и перегибов волокна, как и в тряпке, а это значит, что будут те же [МПа] на разрыв в итоговом композите (не у мононити), ну может на 20-40% по более, если всё тебя получиться идеально сделать. Но вот овчинка выделки стоить не будет. Гораздо проще будет взять тряпку (стеклоткань или углеткань) и применить её. В конечном счёте это повлияет лишь на толщину стенки корпуса, которая и так будет очень тонкая, что для ракеты разница даже 20-40% - это вообще ничто. Т.е. нет никакого смысла в такой намотке для нас.

mihail66> Ну уж коли так, ради технологичности.
mihail66> То намотай на оправку 1+ оборот картона.
mihail66> Потом сколько надо стекла.
mihail66> По верху пусти опять картон.
mihail66> Тут хоть нахлест "стекло на стекло" получится.

Вот и попытайся так сделать, потом расскажешь.

Не технологично, проще, только из стеклоткани, чем так. Какая разница, нахлест с картоном или без? Усилия, все равно не большие.

irfps> Вот и попытайся так сделать, потом расскажешь.
Уже готово.

Гидроиспытаний не будет.
Сейчас закончу с электроникой и вперед.

Xan> Для остального пора маленький токарничек покупать.

Доброе утро.

Читал, читал, мало, что понял, ну да ладно. Изложи пож. попроще, если можно.

Станок, это очень хорошо, я, вот уже купил


Спасибо.

С уважением, irfps.

irfps> Станок, это очень хорошо

Если не секрет, то чем это очень хорошо???

irfps>> Станок, это очень хорошо
SashaMaks> Если не секрет, то чем это очень хорошо???



Оправки, обтекатели, направляющие, формы, осевые отверстия и тд делать, почти все ракетомоделирование это круглые формы, как без станка?

Ребенок осваивает точение по дереву. На другое но оказался негоден.

irfps> Оправки, обтекатели, направляющие, формы, осевые отверстия и тд делать, почти все ракетомоделирование это круглые формы, как без станка?

Это же токарный станок, а не намоточный для композитных корпусов.

irfps> Читал, читал, мало, что понял, ну да ладно. Изложи пож. попроще, если можно.

Вообще про тип намотки "кокон".
На взрослых двигателях мотают под разными углами — часть ниток работает на отрыв днищ от двигателя (и удерживают, в том числе части днищ, близких к оси), другая часть ниток работает против лопанья двигателя вдоль, как сосиски.
Соответственно, количество ниток под разными углами берут в определённой пропорции.
Но можно мотать под единственным углом, когда тангенс равен 1/2. Это будет работать одновременно в двух направлениях в правильной пропорции.

Вот про кокон картинки в гугле:
(намотка типа кокон - Поиск в Google)

Там болванка неподвижно закреплена на оси, а каретка бегает туда-сюда, чтоб нитка ложилась под углом.
Я решил, что дома организовать такое движение каретки будет сложно. Разве что купить древний принтер, раскурочить, переделать.
А дома проще, на мой взгляд, сделать поворот болванки вокруг вертикальной оси.
Это точно соответствует ситуации, когда в одном углу комнаты катушка с ниткой, а в другом сидит человек и неторопливо наматывает нитку на болванку под углом, постоянно корректируя наклон.

И узел подачи нитки (мне кажется) будет в этом случае проще.
Даже если ему приделать корытце с эпоксидкой.
Но тут попробовать не могу, так как токарного станка нет.

Xan> Вообще про тип намотки "кокон".

Так и чем же намотка корпуса лентой/пучком лучше намотки тканью?

Xan>> Вообще про тип намотки "кокон".
SashaMaks> Так и чем же намотка корпуса лентой/пучком лучше намотки тканью?

Ну это ж примитивный школьный сопромат.
Как всем хорошо известно, в трубе под давлением напряжения вдоль в два раза меньше напряжений поперёк.

Если ты берёшь ткань с одинаковым количеством волокон вдоль и поперёк, то волокна поперёк работают в полную силу, а которые вдоль — только в полсилы. То есть, из двух единиц массы волокон 0.5 можно было бы сократить.

А если волокно намотать под углом, чтоб тангенс угла был = 1/2, то оно будет одинаково работать одновременно и против поперечных напряжений, и против продольных.
Но при этом надо будет его сделать толще в sqrt(1 + 0.25) = 1.1180 раза. (см. Сложение векторов силы)
И, кроме того, волокно будет длинее чем чисто поперечное в те же 1.1180 раза.
Итого масса волокна получится в 1.25 раза больше, чем масса поперечных волокон в ткани.

То есть при косой намотке масса нитки будет 0.625 от массы изотропной ткани.

Всё, пошёл спать.

Xan> Ну это ж примитивный школьный сопромат.

Нет такой школьной дисциплины.

Xan> Если ты берёшь ткань с одинаковым количеством волокон вдоль и поперёк

А можно и без если, взять другую ткань и получить равномерное нагружение.

Xan> То есть при косой намотке масса нитки будет 0.625 от массы изотропной ткани.

И 0,833 от массы неизотропной ткани.

А теперь вернемся к самому неприятному университетскому сопромату)))

Xan> А если волокно намотать под углом, чтоб тангенс угла был = 1/2, то оно будет одинаково работать одновременно и против поперечных напряжений, и против продольных.

Вот это ерунда, так как помимо армирующей составляющей есть еще и матрица и тут нужно изучить эту сложную структуру с учетом всего тензора напряжений. Там будет один очень неприятный момент для твоей теории. И он будет тем печальнее, чем сильнее будет волокно.

Странно, почему ты до сих пор это на практике не проверил? А уже во всю такую сложную техоснастку городишь!

irfps> .....Какая разница, нахлест с картоном или без? Усилия, все равно не большие.
Сейчас попробовал
irfps> Слой картона, слой стеклопластика с картоном, слой картона. На кусок картона(3вит), с середины кладем кусок Т13 (1вит) и промазываем клеем, за тем, все это накручиваем на оправку.
и понял еще одну нетехнологичность такой намотки.
Правда мы мотали без первого слоя картона, сразу стеклотканью на трубу, сделали это специально, чтобы нахлест "стекло на стекло" получился.
Но дело даже не в нахлесте, а в том, что при намотке предварительно подготовленного "пирога" из стеклоткани с эпоксидом на картоне, происходит "съёживание" стеклоткани с образованием складок, вместо того чтобы растягивать стеклоткань.
Это из-за того что радиус намотки у стеклоткани получается меньше, чем у картона.
Одним словом все испортили и выкинули.

Другое дело, если мотать этот "пирог" стеклотканью наружу.
Но тут возникают другие сложности.

Xan>> Ну это ж примитивный школьный сопромат.
SashaMaks> Нет такой школьной дисциплины.

У меня детство тяжёлое было, нас заставляли!!!
(ФМШ при НГУ)

SashaMaks> А теперь вернемся к самому неприятному университетскому сопромату)))

А вот в универе совершенно не проходили. Непонятно почему. Это ж очень легко и просто!

Xan>> А если волокно намотать под углом, чтоб тангенс угла был = 1/2, то оно будет одинаково работать одновременно и против поперечных напряжений, и против продольных.
SashaMaks> Вот это ерунда, так как помимо армирующей составляющей есть еще и матрица и тут нужно изучить эту сложную структуру с учетом всего тензора напряжений.

Не вижу ничего сложного.
Что там?

SashaMaks> Странно, почему ты до сих пор это на практике не проверил? А уже во всю такую сложную техоснастку городишь!

Ну вот я такой! Привык, что если теорию понимаю, то у меня и на практике получается. Разбаловался!!!

Xan> Не вижу ничего сложного.
Xan> Что там?

Испытай опытный образец со своим плетением и увидишь. Как бы твой коэффициент много больше 1 не получился.

irfps>>> Станок, это очень хорошо
К вопросу о внешнем виде при ручной намотке. 5 или 6 слоев ЭК на эпокси + сверху слоев 8 Т13 на эпокси. Гильзу мотал для торцевиков.