Несущая способность панелей из композиционных материалов при наличии эксплуатационных повреждений


DOI: 10.34759/trd-2020-110-5

Авторы

Голован В. И.*, Дударьков Ю. И.*, Левченко Е. А.**, Лимонин М. В.***

Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского (ЦАГИ), ул. Жуковского, 1, Жуковский, Московская область, 140180, Россия

*e-mail: dzuba@tsagi.ru
**e-mail: evgeniy.levchenko@tsagi.ru
***e-mail: mikhail.limonin@tsagi.ru

Аннотация

В статье представлены результаты расчетно-экспериментальных исследований остаточной прочности композитных панелей с эксплуатационными повреждениями. Рассматривались силовые панели крыла и хвостового оперения конструкции планера магистрального самолета в условиях одноосного сжатия. Приведены экспериментальные данные, полученные при испытаниях на сжатие панелей с нормированными ударными повреждениями, дано их сравнение с результатами расчетов. По результатам параметрических исследований установлено различие в реакции высоконагруженных панелей крыла и средненагруженных панелей оперения на эксплуатационные повреждения. Для первых характерна мода разрушения, связанная с процессом прогрессирующего роста зоны повреждения, для вторых несущая способность в большей степени определяется общей или местной потерей устойчивости.

Ключевые слова:

композиционные материалы, стрингерные панели, остаточная прочность, устойчивость, несущая способность, эксплуатационные повреждения

Библиографический список

  1. Гришин В.И., Дзюба А.С., Дударьков Ю.И. Прочность и устойчивость элементов и соединений авиационных конструкций из композитов. – М.: Физматлит, 2013. −272 с.

  2. Breuer U.P. Commercial Aircraft Composite Technology. (First Editions), Switzerland, Springer International Publishing, 2016, 257 p.

  3. Чернышев С.Л. Новый этап применения композиционных материалов в авиастроении // Проблемы машиностроения и автоматизации. 2013. № 1. С. 3 – 11.

  4. Ендогур А.И., Кравцов В.А. Идеология проектирования авиационных конструкций из полимерных композиционных материалов // Труды МАИ. 2015. № 81. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=57755

  5. Грищенко С.В. Расчёт и проектирование изделий конструкции самолёта из слоистых композитов с учётом межслоевых эффектов // Труды МАИ. 2015. № 84. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=63011

  6. Дудченко А.А., Кыонг Л.К., Лурье С.А. Расчет и проектирование контурно подкрепленной композитной панели, нагруженной поперечной силой // Труды МАИ. 2012. № 50. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=28792

  7. Замула Г.Н., Колесник К.А. Весовая и топливная эффективность применения композиционных материалов в авиаконструкциях // Полет. 2018. № 2. С. 12 – 19.

  8. Замула Г.Н., Колесник К.А. Способы повышения весовой эффективности применения композиционных конструкций // Полет. 2018. № 10. С. 14 – 24.

  9. Advisory Circular (АС) No: 20-107В. Composite Aircraft Structure, USA, Department of Transportation Federal Aviation Administration, 2009, 38 p.

  10. Дударьков Ю.И., Лимонин М.В., Наумов С.М., Осипян Е.Э. Виртуальное моделирование эксперимента при статических испытаниях силовых панелей конструкции планера ЛА // Исследования Наукограда. 2015. № 1. С. 32 – 39.

  11. Дударьков Ю.И., Лимонин М.В., Наумов С.М. Расчетно-экспериментальные исследования закритического деформирования пластин с использованием нелинейного МКЭ // Труды ЦАГИ. 2011. Вып. 2698. С. 70 – 81.

  12. Дударьков Ю.И., Левченко Е.А., Лимонин М.В. Некоторые особенности оценки несущей способности стрингерных панелей из ПКМ // Механика композиционных материалов и конструкций. 2019. Т. 25. № 2. С. 192 – 206.

  13. Dudarkov Y.I., Levchenko E.A., Limonin M.V. Some laminate deformation features // 29th Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences, ICAS 2014, URL: https://icas.org/ICAS_ARCHIVE/ICAS2014/data/papers/2014_0226_paper.pdf

  14. Дударьков Ю.И., Левченко Е.А., Лимонин М.В., Шевченко А.В. Расчетные исследования влияния некоторых видов эксплуатационно-технологических повреждений на несущую способность стрингерных панелей из ПКМ // Труды МАИ. 2019. № 106. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=105636

  15. Поспелов И.И., Наумов С.М. Об устойчивости сжатых панелей крыла // Техника воздушного флота. 1986. № 1. С. 70 – 73.

  16. MSC Nastran 2018. Quick reference guide, USA, MSC Software Corporation, 2018, 3315 p.

  17. Жилкин В.А. Азбука инженерных расчетов в MSC Patran-Nastran-Marc. – СПб.: Проспект Науки, 2013. – 576 с.

  18. Hoffman O. The brittle strength of orthotropic materials // Journal of Composite Materials, 1967, № 1, pp. 200 – 206.

  19. Hill R. The mathematical theory of plasticity, Oxford, Clarendon Press, 1998, 355 p.

  20. Tsai S.W. Strength theories of filamentary structures Fundamental aspects of fiber reinforced plastic composites, New York, Wiley Interscience, 1968, pp. 3 – 11.


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход