フィラメント巻き複合材料の個々の層の厚さを計算します。
ドロップダウン メニューでを選択すると、次のウィンドウが表示されます。
上に示す通り、8 つのフィールドを使用してフィラメント巻きプロセスの詳細を定義し、解析を行います。
- [繊維タイプ]: 新しいレイヤ(層)をレイアップに追加するときに使用する繊維タイプを表示します。このウィンドウにリストされる繊維タイプは、データ ファイルの[繊維]ブランチに示される繊維と同じものです。これにより、ワインディング計算で使用される繊維の終端領域(繊維のけん引がレイヤの厚さに寄与する総合断面領域)も設定されます。
- [等価マンドレル外径]: ワインディングが実行されるマンドレルの直径を指定します。非円形の断面の場合、マンドレルの直径は周長を n で割ることで求められます。
- レイヤ構成オプション: [レイヤを追加]、[対称]、[繰り返し]ボタンを使用してフィラメント巻きのレイアップを構築します(詳細は「新しい積層を作成する」を参照)。フィラメント巻きのレイヤは通常、±θ の角度で構成されます。フィラメント巻きは本質的にはマンドレルに +θ および -θ を与えます。これは、繊維の放出の先頭がマンドレル間を行き来する際にその回転につれて発生します。
- [計算されたレイアップの合計厚さ]: 追加されたすべての巻きレイヤの合計の厚さです。
- 層レイヤのワインディング: 層レイヤはここに追加されます。データの列は次のように定義されます。
- [繊維タイプ]: 設計されたレイヤまたは層の繊維タイプです。
- [+/- 度]: マンドレルの縦方向の軸に相対的なワインディングの角度です。計算機は ±θ のワインディング レイヤを想定しています(たとえば、20° と入力すると、計算機は ±20° のレイヤを想定します)。入力角度は -90° と 90° の間のみになります。
- 角度は通常、±5° からおよそ ±85° で、マンドレルの縦方向の軸に相対的です。これらの角度は「らせん」角度とも呼ばれています。
- 繊維がマンドレルの円周に沿って巻かれ、マンドレルの下方に向かってゆっくり進む場合、このワインディングは「フープ」レイヤと呼ばれます。このレイヤは、マンドレルの軸に対して相対的な 90° に非常に近い状態で巻かれます。フープ レイヤは通常、マンドレルの一方の端点からもう一方の端点に向けて、マンドレルに 1 回のみ巻かれます。
- 入力角が ±90° であると、非現実的な厚さになります。そのため、ワインディングのフープ角度は次のようにして決定されます。
cos-1 (帯域幅/円周)
- %Vf: 指定したレイヤにおける繊維の体積のパーセンテージです。この値は小数としてでなくパーセンテージで入力する必要があります(つまり、0.60 ではなく 60 と入力)。
- # けん引: 各レイヤにおけるマンドレルに巻かれるけん引の数です。けん引は繊維の 1 ヤーンまたは 1 ロービングとして定義されます。たとえば、12,000 個のグラファイトのフィラメントによる 1 つのけん引。通常は、一度に複数の繊維のけん引が巻かれます。このけん引の集合は、ワインディング バンドと呼ばれる平たいワインディング リボンを形成します。
- # Circ: レイヤ内のワインディング回路の合計数です。ワインディング回路は、マンドレルの一方の端からのワインディング ヘッドの 1 つの横断であり、もう一度戻ります。マンドレルの周囲のフープ ワインディングは、0.5 ワインディング回路でマンドレルをカバーします。したがって、フープ レイヤには常に 0.5 回路を入力します。
- %Vv: ボイド体積のパーセンテージです。ここにゼロより大きな値が入力されると、そのパーセンテージでレイヤの厚さが増加します。この値は 0% から 30% の範囲であることが必要で、小数ではなくパーセンテージで入力します(つまり、0.10 ではなく 10 と入力)。
- BW (in.): ワインディング バンドの合計帯域幅です(バンド内のすべてのけん引を含む)。これは通常、バンドが巻かれるにつれて、マンドレル上で計測される必要があります。ここで入力した帯域幅は、レイヤの厚さに対して影響を与えません。これはバンドのオーバーラップの割合を計算することのみに使用されます。
- %LaP: 指定したレイヤの円周全体に対して相対的なバンド オーバーラップ「+%」またはバンド ギャップ「-%」のパーセンテージです。
- 厚さ(in): 合計の ± レイヤの厚さです。
- [計算]: 入力が完了したら、[計算]ボタンをクリックして解析を実行します。[出力]ボックスに、定義された解析の結果が表示されます。次のような計算結果が表示されます。
- %LAP: 指定したレイヤの周囲全体に対して相対的なバンド オーバーラップ「+%」またはバンド ギャップ「-%」のパーセンテージです(たとえば、円周方向に解析した場合に 84% と表示された場合は、帯域幅の 84% がオーバーラップしているという意味になります)。「%LAP」の値の範囲は 100% から -100% になります。
- 厚さ: 入力に基づき、この値は合計の ± レイヤの厚さになります。
- [計算されたレイアップの合計厚さ]: 追加されたすべての巻きレイヤの合計の厚さです。
- [エクスポート]: [エクスポート]をクリックすることにより、表形式の破損エンベロープ結果を Microsoft Excel と互換性のある *.csv ファイルに出力することができます。
- [テンプレートを作成]: 計算されたワインディング レイアップをデータ ファイル ツリーの[厚さ/角度テンプレート]ブランチにテンプレートとして保存します。