Computational and experimental study of the dynamics of three-layer honeycomb panels under impact load

Аuthors

Martirosov M. I., Dedova D. V.^*, Egorova O. V.^**

Moscow Aviation Institute (National Research University), 4, Volokolamskoe shosse, Moscow, А-80, GSP-3, 125993, Russia

*e-mail: darina.dedova98@gmail.com
**e-mail: janus_olga@mail.ru

Abstract

A computational and experimental study of the dynamics of three-layer honeycomb panels made of polymer composite materials under the action of a shock load with a load of a specified mass in accordance with GOST R 57954-2017 is carried out. The study determines the energy required to destroy the panel, as well as the average height of the load drop. Numerical calculations are performed using the finite element method using the LS-DYNA software package. In addition to the energy of destruction, the numerical study determines the stress distribution fields in each of the monolayers of the outer lining of the honeycomb panel, as well as the movement of the filler at the impact site.

Keywords:

three-layer panels; honeycomb filler; polymer composite materials; experimental research; finite element method; impact load

References

1. Aleksandrov A.Ya., Kurshin L.M. Trekhslojnye plastinki i obolochki // Prochnost', ustojchivost', kolebaniya. Spravochnik v trekh tomah. Tom 2. - M.: Mashinostroenie, 1968. - P. 243-326.

2. Aleksandrov A.Ya., Bryukker L.E., Kurshin L.M. Raschet trekhslojnyh panelej. - M.: Oborongiz, 1960. - 270 p.

3. Lyubin Dzh., Dastin S. Aerokosmicheskoe primenenie kompozitov // Spravochnik po kompozicionnym materialam v dvuh knigah /Pod red. Dzh. Lyubina. Kniga 2. - M.: Mashinostroenie, 1988. -  P. 538-566.

4. Vol'mir A.S. Sovremennye koncepcii primeneniya kompozitnyh materialov v letatel'nyh apparatah i dvigatelyah //Mekhanika kompozitnyh materialov. 1985, № 6. - P. 1049-1056.

5. Zienkiewicz O.C., Taylor R.L. The finite element method. Vol. 1. – Butterworth Heinemann. 2000. - 708 p.

6. Zenkevich O., Morgan K. Konechnye elementy i approksimaciya: Per. s angl. - M.: Mir. 1986. - 312 p.

7. Sigerlind L. Primenenie metoda konechnyh elementov. - M.: Mir. 1979. - 392 p.

8. Sigerlind L.-J. Applied Finite Element Analysis. John Wiley and Sons. Inc. 1976. - 195 p.

9. Safronov V.S. Eksperimental'no-teoreticheskoe issledovanie zhestkostnyh harakteristik neodnorodnyh trekhslojnyh sotovyh panelej // Aviakosmicheskoe priborostroenie. №12. 2009. - P. 28-33.

10. Adamov A.A., Toropicina A.V. Eksperimental'no-teoreticheskoe issledovanie deformirovaniya mnogoslojnyh sotovyh panelej pri ispytanii na sdvig // Vestnik ChGPU im. I.Ya. Yakovleva. Seriya: Mekhanika predel'nogo sostoyaniya. №2 (56). 2023. - P. 76-87.

11. Solov'ev I.A., Shitikova M.V. Eksperimental'noe modelirovanie tryohtochechnogo izgiba additivno izgotovlennyh tryohslojnyh kompozitnyh plastin s tetrakiral'nym zapolnitelem // Uchenye zapiski Komsomol'skogo-na-Amure gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. №5 (61). 2022. - P. 18-25.

12. Erasov V.S., Sibaev I.G., Sutubalov A.I. Ispytaniya obrazcov iz trekhslojnyh konstrukcij s sotovym zapolnitelem // Trudy VIAM. №10 (152). 2025. - P. 133-155.

13. Pershin A.M. Raschyotnoe issledovanie staticheskoj ustojchivosti sotovyh zapolnitelej iz kompozicionnyh materialov // Vestnik Samarskogo gosudarstvennogo aerokosmicheskogo universiteta im. akademika S.P. Korolyova (nacional'nogo issledovatel'skogo universiteta). №5-1 (47). 2014. - P.118-123.

14. Dimitrienko Yu.I., Fedonyuk N.N., Gubareva E.A., Sborshchikov S.V., Prozorovskij A.A., Erasov V.S., Yakovlev N.O. Modelirovanie i razrabotka trekhslojnyh kompozicionnyh materialov s sotovym zapolnitelem // Vestnik Moskovskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta im. N.E. Baumana. Seriya Estestvennye nauki. №5 (56). 2014. - P. 66-81.

15. Kotovich I.V., Vlasov D.D. Eksperimental'noe issledovanie i chislennoe modelirovanie deformacii trekhslojnoj paneli s neregulyarnoj strukturoj sot pod dejstviem vneshnej nagruzki // Teplovye processy v tekhnike. T. 17. №10. 2025. - P. 443-453.

16. Dudar'kov Yu.I., Levchenko E.A., Limonin M.V., Shevchenko A.V. Raschetnye issledovaniya vliyaniya nekotoryh vidov ekspluatacionno-tekhnologicheskih povrezhdenij na nesushchuyu sposobnost' stringernyh panelej iz polimernyh kompozicionnyh materialov // Trudy MAI. №106. 2019. -P. 1-29.

17. Golovan V.I., Dudar'kov Yu.I., Levchenko E.A., Limonin M.V. Nesushchaya sposobnost' panelej iz kompozicionnyh materialov pri nalichii ekspluatacionnyh povrezhdenij // Trudy MAI. №110. 2020. - P. 1-26.

18. Bezzametnov O.N., Mitryaikin V.I., Haliulin V.I., Krotova E.V. Razrabotka metodiki opredeleniya stoykosti k udarnym vozdeystviyam detaley letatelnyh apparatov iz kompozitov s sotovym zapolnitelem // Vestnik Moskovskogo aviatsionnogo instityta. 2020. T.27. №3.- P. 111-125.

19. Rabinskij L.N., Martirosov M.I., Dedova D.V. Povedenie ploskih panelej s sotovym zapolnitelem pri nalichii vnutrennih defektov razlichnoj formy // Trudy MAI. №141. 2025. - P. 1-24.

20. Rabinskij L.N., Martirosov M.I., Dedova D.V. Raschetno-eksperimental'noe issledovanie trekhslojnyh ploskih panelej s obshivkami iz polimernyh kompozitov // Inzhenernyj zhurnal: nauka i innovacii. Elektronnoe nauchno-tekhnicheskoe izdanie. № 4 (160). 2025. - P.1-9.

21. GOST R 57954-2017. Plastmassy. Metod opredeleniya energii udara po Gardneru. - M.: Standartinform, 2017. - 30 P.

Download