Izrada termoplastičnih kompozitnih cevi metodom namotavanja. III. Proračun termičkih napona

Abstract

Cilj rada je da se na osnovu matematičkog modela procesa namotavanja kompozitnih cevi izvrši numerička simulacija procesa, kako bi se sagledao uticaj procesnih parametara na zaostale napone u kompozitnoj cevi, odnosno na njena mehanička svojstva. U ovom delu je izvršena analiza raspodele unutrašnjih termičkih napona u kompozitnoj cevi u toku njenog formiranja. Da bi se predvidela raspodela temperatura unutar dobijenih kompozitnih cevi razvijen je matematički model na bazi postojećih znanja o uticaju termičkih promena na jednokomponentne cevi. Usled nejednakog zagrevanja i različitih koeficijenata termičkog širenja konstitutivnih materijala kompozitne cevi dolazi do pojave termičkih napona. Radi analize nastalih termičkih napona izvršen je proračun njihove raspodele po debljini dobijene kompozitne cevi na osnovu prethodno dobijenih podataka o temperaturnom profilu.

The goal was to, using the numerical simulation of an on-line consolidation process, analyze the influence of process parameters on residual stresses in composite part, regarding composite mechanical properties. In this part was performed the analysis of the thermal stress distribution in the composite part during the manufacturing process. A mathematical model was developed and used to calculate the temperature distribution through the wall thickness of the produced composite part. The model was based on knowledge about the thermal influence on a single constituent tube. Under uneven heating and different coefficients of linear thermal expansion of the constituent materials, thermal stresses were induced. For the process-induced thermal stress analysis and their distribution through the composite pipe thickness a mathematical calculation was performed based on previous data about the temperature distribution.