Идентификация динамических свойств монослоя в металло-полимерном слоистом композите

Авторы

Чан К. Т.

Государственный технический университет имени Ле Куй Дона, 236 ул. Хоанг Куок Вьет, Ханой, Вьетнам

e-mail: quyetthang.mai@gmail.com

Аннотация

В работе представлены результаты идентификации упругих характеристик и коэффициентов потерь монослоев металлополимерного композита, состоящего из слоев алюминиевого сплава и стеклопластика (алюмостеклопластика). Идентификация выполнена на основе испытаний на затухающие колебания консольно-закрепленных образцов. В испытаниях измерялись собственные частоты колебаний и коэффициенты потерь образцов композита с различными схемами армирования. Идентификация выполняется на основе решения обратной задачи с привлечением классической теории многослойных балок и метода комплексных модулей. Рассмотрены три подхода к решению обратной задачи, в которых для упругих характеристик монослоев проводится отдельная процедура идентификации на основе результатов статических или динамических испытаний, либо проводится одновременная идентификация упругих и демпфирующих параметров на основе данных динамических испытаний.

Ключевые слова:

алюмостеклопластик, GLARE, идентификация монослоя, динамические свойства, собственная частота, коэффициент потерь

Библиографический список

1. Серебренникова Н.Ю., Антипов В.В., Сенаторова О.Г., Ерасов В.С., Каширин В.В. Гибридные слоистые материалы на базе алюминий-литиевых сплавов применительно к панелям крыла самолета // Авиационные материалы и технологии. 2016. № 3 (42). С. 3-8. DOI: 10.18577/2071-9140-2016-0-3-3-8

2. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. № 1 (34). С. 3-33. DОI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33

3. Каблов Е.Н., Антипов В.В., Сенаторова О.Т., Лукина Н.Ф. Новый класс слоистых алюмостеклопластиков на основе алюминий-литиевого сплава 1441 с пониженной плотностью // Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Серия машиностроение. 2011. № 52. С. 174-183.

4. Антипов В.В. и др. Перспективы применения в авиационных конструкциях слоистых металлополимерных материалов на основе алюминиевых сплавов // Авиационные материалы и технологии. 2020. № 1. С. 45–53. DOI: 10.18577/2071-9140-2020-0-1-45-53

5. Антипов В.В., Серебренникова Н.Ю., Сенаторова О.Г., Морозова Л.В., Лукина Н.Ф., Нефедова Ю.Н. Гибридные слоистые материалы с небольшой скоростью развития усталостной трещины // Вестник машиностроения. 2016. № 12. С. 45-49.

6. Wu Guocai, Yang J M. The mechanical behaviour of GLARE laminates of aircraft structures // Journal of the Minerals, Metals, Materials Society, 2005, vol. 57, issue 1, pр. 72-79. DOI: 10.1007/s11837-005-0067-4

7. Шестов В.В., Антипов В.В., Серебренникова Н.Ю., Нефедова Ю.Н. Высокопрочный слоистый материал на основе листов из алюминий-литиевого сплава // Технология легких сплавов. 2016. № 1. C. 119–123.

8. Васильев В.В., Протасов В.Д., Болотин В.В. и др. Композиционные материалы: Справочник. - М.: Машиностроение, 1990. – 512 c.

9. Ganapathi M., Patel B.P., Touratier M. Inflience of amplitude of vibrations on loss factors of laminated composite beams and plates // Journal of Sound and Vibration, 1999, no. 219 (4), pp. 730-738.

10. Hui Li, Yi Niu, Chao Mu, and Bangchun Wen. Identification of Loss Factor of Fiber-Reinforced Composite Based on Complex Modulus Method // Shock and Vibration, 2017. DOI: 10.3390/ma15165559

11. Vasiliev V.V., Morozov E.V. Advanced mechanics of composite materials and structures, Elsevier, 2018, 864 p.

12. Robert M. Jones. Mechanics of Composite Materials, CRC Press, 1998, 538 p.

13. Tran Quyet Thang, Rabinskiy L.N., Yury Solyaev, Fedor Nasonov. Inverse analysis for the amplitude-dependent damping properties of epoxy/glass fiber laminates // Composites: Mechanics, Computations, Applications: An International Journal, 2024, no. 15 (2). DOI: 10.1615/CompMechComputApplIntJ.2023049468

14. ASTM D3039/D3039M-08. Standard Test Method for Tensile Properties of Polymer Matrix Composite Materials, 2014. URL: https://www.astm.org/d3039_d3039m-08.html

15. Fu Z.F., He J. Modal analysis, Elsevier, 2001, 304 p.

16. Gere J.M., Timoshenko S.P. Mechanics of Materials, Boston, PWS Publishing Company, 1997, 912 p.

17. Рабинский Л.Н., Соляев Ю.О., Чан К.Т., Нгуен Т.Л. Идентификация свойств монослоя стеклопластика на основе динамических испытаний консольных балок // Материалы XXIX международного симпозиума «Динамические и технологические проблемы механика конструкции и оплошных сред» имени А.Г. Горшкова (Кремѐнки, 15-19 мая 2023). - М.: ООО ТРП, 2023. С. 180.

18. Jones R.M. Mechanics of composite materials, CRC press, 2018, 538 p.

19. Chandra R., Singh S.P., Gupta K. Micromechanical damping models for fiber- reinforced composites: A comparative study // Composites - Part A: Applied Science and Manufacturing, 2002, no. 33 (6), рp 787-796. URL: https://doi.org/10.1016/S1359-835X(02)00019-2

20. Прокудин О.А., Рабинский Л.Н., Чан Кует Тханг. Определение динамических характеристик металлополимерного слоистого стержня // Труды МАИ. 2021. № 120. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=161419. DOI: 10.34759/trd-2021-120-06

21. Поляков П.О., Шестеркин П.С. Численное моделирование демпфирующих покрытий           //              Труды МАИ.           2022.           №               126. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=168998. DOI: 10.34759/trd-2022-126-12

22. Кривень Г.И. Оценка демпфирующих свойств композитов // Труды МАИ. 2022. № 127. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=170333. DOI: 10.34759/trd-2022-127-05

23. Рабинский Л.Н., Бабайцев А.В., Шестеркин П.С. Исследование влияния проката в слоях алюмостеклопластика на статические и динамические свойства // Труды МАИ. 2022. № 124. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=166911. DOI: 10.34759/trd-2022-127-05

Скачать статью