Исследование прочности слоистых композиционных материалов с концентраторами напряжений в виде выточек

Авторы: Липатов А.С.
Опубликовано в выпуске: #8(49)/2020
DOI: 10.18698/2541-8009-2020-8-633
Раздел: Машиностроение и машиноведение | Рубрика: Методы контроля и диагностика в машиностроении
Ключевые слова: коэффициент концентрации напряжений, метод конечных элементов, композитные материалы (композиты), препреги, волокнистые композиционные материалы, ANSYS Workbench, двусторонняя внешняя выточка, испытание на растяжение
Опубликовано: 07.09.2020

Широкое применение композиционных материалов в разных отраслях техники требует разработки универсального подхода к оценке прочности материала. Таким подходом является математическое моделирование поведения материала под нагрузкой. Оценка прочности проводилась в ходе сравнительного анализа двух подходов: традиционного, основанного на известных аналитических выражениях, и современного подхода, реализуемого с помощью пакета программ ANSYS.
Результаты исследования представлены на примере оценки несущей способности образца из слоистого композиционного материала с двухсторонними выточками. Построение модели осуществлялось на основе паспортных данных слоев и схемы их укладки. Нагрузка принята прогрессирующей растягивающей, выточки на образцах двухсторонние, выполненные с заданной геометрией. Модель, разработанная в данной статье, может служить основой для последующего проектирования ряда деталей, в частности авиационных.

Литература

[1] Нелюб В.А. Технологии получения препрегов. Все материалы. Энциклопедический справочник, 2013, № 3, с. 12–17.

[2] Бондалетова Л.И., Бондалетов В.Г. Полимерные композиционные материалы. Ч 1. Томск, Изд-во ТПУ, 2013.

[3] Бруяка В.А., Фокин В.Г., Солдусова Е.А. и др. Инженерный анализ в ANSYS Workbench. Ч. 1. Самара, СамГТУ, 2010.

[4] ANSYS composite PrepPost user’s guide. Ansys, 2013.

[5] Басов К.А. ANSYS. Справочник пользователя. М., ДМК Пресс, 2007.

[6] ANSYS Documentation. Release 17.2. ANSYS, 2016.

[7] Нейбер Г. Концентрация напряжений. М.-Л., Гостехиздат, 1947.

[8] Mouritz A.P. Introduction to aerospace materials. AIAA, Woodhead Publishing, 2012.