Численное исследование ударного взаимодействия фрагментов пневматика авиационной шины с панелью из углепластика


Авторы

Медведский А. Л.1*, Мартиросов М. И.2**, Хомченко А. В.2***, Занина Э. А.2****

1. ФАУ «Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н. Е. Жуковского», Жуковский, Московская область, Россия
2. ПАО «Яковлев», Ленинградский проспект, 68, Москва, 125315, Россия

*e-mail: mdv66@mail.ru
**e-mail: Mikhail.Martirosov@yakovlev.ru
***e-mail: Anton.Homchenko@yakovlev.ru
****e-mail: Elvira.Zanina@yakovlev.ru

Аннотация

Рассмотрено влияние количества фрагментов пневматика авиационной шины, воздействующих на панель из полимерного композиционного материала, на повреждения. Оцениваются повреждения материала монослоёв. Разработана методика послойного моделирования полимерных композитных материалов в Simcenter 3D для расчёта в LS-Dyna. Разработаны программы, позволяющие автоматизировать процесс моделирования. Рассмотрены математические модели материалов монослоёв и когезионного соединения в LS-Dyna.

Ключевые слова:

авиационная техника, метод конечных элементов, явный метод, полимерный композиционный материал, углепластик, низкоскоростное ударное воздействие, LS-DYNA, Simcenter 3D, Simcenter Femap API, повреждение, когезионное соединение

Библиографический список

  1. Потанин Д.В., Самохин П.А., Зелёный А.Е., Яковлев И.М., Самохина Е.А. Компьютерное моделирование ударных воздействий на консоли летательного аппарата с учетом нелинейных свойств материалов // Труды МАИ. 2022. № 122. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=164180. DOI: 10.34759/trd-2022-122-06
  2. Победря Б.Е. Механика композиционных материалов. - М.: Изд-во Московского университета, 1984. - 336 с.
  3. Браутман Л., Крок Р. Композиционные материалы. Т.5. Разрушение и усталость. - М.: Мир, 1978. - 483 с.
  4. Голдовский А.А, Фирсанов В.В. Алгоритмы исследования ударного взаимодействия элементов авиационных конструкций // Труды МАИ. 2020. № 111. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=115122. DOI: 10.34759/trd-2020-111-6
  5. Качанов Л.М. Разрушение композитных материалов путем расслоения // Механика полимеров. 1976. № 5. С. 918–922.
  6. Hirwani Chetan K., Panda Subrata K., Patle B.K. Theoretical and experimental validation of nonlinear deflection and stress responses of an internally debonded layer structure using different higher-order theories // Acta mechanica, 2018, vol. 229 (8), pp. 3453–3473. DOI: 10.1007/s00707-018-2173-8
  7. Черепанов Г.П. Механика разрушения композиционных материалов. - М.: Наука, 1983. - 295 с.
  8. Muc A., Stawiarski A. Identification of damage in composite multilayered cylindrical panels with delaminations // Composite structures, 2012, vol. 94 (5), pp. 1871–1879. DOI: 10.1016/j.compstruct.2011.11.026
  9. Соломонов Ю.С., Георгиевский В.П., Недбай А.Я., Андрюшин В.А. Методы расчета цилиндрических оболочек из композиционных материалов. - М.: Физматлит, 2009. - 262 с.
  10. Локтева Н.А., Сердюк Д.О., Скопинцев П.Д., Федотенков Г.В. Нестационарное деформирование круговой цилиндрической оболочки // Труды МАИ. 2021. № 120. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=161423. DOI: 10.34759/trd-2021-120-09
  11. L. Yang, W. Zhanjun, Y. Cao, Y. Yan. Micromechanical modelling and simulation of unidirectional fibre-reinforced composite under shear loading // Journal of reinforced plastics and composites, 2015, vol. 34 (1), pp. 72–83. DOI: 10.1177/0731684414562873
  12. LS-Dyna keyword user’s manual. Vol. II. Material Models. August 2012, Version 971 R6.1.0.
  13. Пятыхин П.И., Валько А.Г. Методика оценки вязкости разрушения при расслоении композитных материалов // Механика композитных материалов. 1987. № 5. C. 936–937.
  14. Болотин В.В. Дефекты типа расслоений в конструкциях из композиционных материалов // Механика композиционных материалов. 1984. № 2. С. 239-256.
  15. Болотин В.В. Повреждение и разрушение композитов по типу расслоений // Механика композитных материалов. 1987. № 3. С. 423–432.
  16. Качанов Л.М. Разрушение композитных материалов путем расслоения // Механика полимеров. 1976. № 5. С. 918–922.
  17. Turon A., Camanho P.P., Costa J., Davila C.G. A damage model for the simulation of delamination in advanced composites under variable-mode loading // Mechanics of Materials, 2006, vol. 38, pp. 1072–1089. DOI: 10.1016/j.mechmat.2005.10.003
  18. Дмитриев В.Г., Попова А.Р. Математическое моделирование напряженно-деформированного состояния панелей и арок в области больших перемещений и деформаций при проектировании тонкостенных конструкций летательных аппаратов из гиперупругих материалов // Труды МАИ. 2023. № 131. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=175914. DOI: 10.34759/trd-2023-131-08
  19. Aklilu G., Adali S., Bright G. Tensile behaviour of hybrid and non-hybrid polymer composite specimens at elevated temperatures // Engineering Science and Technology, an International Journal, 2019, vol. 23 (4). DOI: 10.1016/j.jestch.2019.10.003
  20. Courant R., Friedrich K., Lewy H. Über die partiellen Differenzeng leichungen der mathematischen Physik // Mathematische Annalen, 1928, vol. 100 (1), pp. 32–74. DOI: 10.1007/BF01448839
  21. Мартиросов М.И., Медведский А.Л., Хомченко А.В. Поведение слоистых элементов конструкций из полимерного композита с внутренними дефектами при нестационарных воздействиях // Механика композиционных материалов и конструкций. 2020. Т. 26. № 2. С. 259–268.
  22. Мартиросов М.И., Хомченко А.В. Расчётно-экспериментальное исследование поведения плоской подкреплённой панели из углепластика при ударе // Труды МАИ. 2022. № 126. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=168990. DOI: 10.34759/trd-2023-131-08


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход