Расчет механических характеристик монослоя полимерного композиционного материала на основе инвариантов Цая — Мело
Авторы: Башаров Е.А.
Опубликовано в выпуске: #9(153)/2024
DOI: 10.18698/2308-6033-2024-9-2387
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Проектирование, конструкция и производство летательных аппаратов
Дано обоснование расчетной методики на основе инвариантов Цая — Мело по определению упругих констант монослоя слоистого полимерного композиционного материала (ПКМ). Разработаны алгоритм и расчетная программа в MS Excel на базе встроенного языка программирования Visual Basic for Applications по расчету механических характеристик слоя ПКМ на основе инвариантов Цая — Мело. Приведен пример расчета монослоев композитов, выбранных для апробации. Оформлены таблицы, диаграммы и графики полученных механических характеристик монослоя для разных вариантов укладки пакета композита, выбранного для апробации. Дана оценка точности расчетов по сравнению с расчетами, выполненными в пакете ANSYS, и результатами испытаний образцов ПКМ.
EDN JZESNL
Литература
[1] Башаров Е.А., Ерков А.П. Метод расчета многослойного пакета из полимерного композиционного материала с учетом выбора критерия прочности. Общероссийский научно-технический журнал «Полет», 2018, № 6, с. 39–53. URL: http://www.ros-polet.ru/files/archiv/pl1618_web.pdf (дата обращения: 10.04.2023).
[2] Башаров Е.А. Оценка статической прочности образцов из полимерных композиционных материалов в расчетных программах MS Excel и ANSYS с учетом выбора критерия прочности. Общероссийский научно-технический журнал «Полет», 2021, № 12, с. 31–38. URL: http://www.ros-polet.ru/files/archiv/pl1221_web.pdf (дата обращения: 10.04.2023).
[3] Башаров Е.А. Сравнительный анализ результатов расчета образцов из ПКМ в расчетной программе MS Excel и ANSYS с учетом выбора критерия прочности с результатами их статических испытаний. Общероссийский научно-технический журнал «Полет», 2022, № 6, с. 3–12. URL: http://www.ros-polet.ru/files/archiv/pl1221_web.pdf (дата обращения: 10.04.2023).
[4] Tsai S.W., Pagano N.J. Invariant Properties of Composite Materials. In: Composite Materials Workshop. S.W. Tsai, J.C. Halpin, N.J. Pagano, editors. St. Louis, Missouri, 1967, Technomic Publishing Company, 1968, pp. 233–253.
[5] Tsai S.W., Wu E.M. A general theory of strength for anisotropic materials. Journal of Composite Materials, 1971, vol. 5, pp. 58–80.
[6] Tsai S.W., Melo J.D.D. An Invariant-Based Theory of Composites. Composite Science and Technologies, 2014, vol. 100, pp. 237–243. https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2014.06.017
[7] Васильев В.В. Механика конструкций из композиционных материалов. Москва, Машиностроение, 1988, 272 с.
[8] Васильев В.В., Протасов В.Д., Болотин В.В. Композиционные материалы. Справочник. Москва, Машиностроение, 1990, 272 с.
[9] Дудченко А.А. Прочность и проектирование элементов авиационных конструкций из ПКМ. Москва, Изд-во МАИ, 2007, 200 с.
[10] Greediac M., Fournier N., Paris P.-A., Surrel Y. Direct measurement of invariant mechanical parameters of composite plates. Journal of Composite Materials, 1999, vol. 33 (21), pp. 2017–2036.
[11] Daniel L.M., Ishai O. Engineering Mechanics of Composite Materials. 2nd ed. Oxford University Press, New York, Oxford, 2006, 463 p. URL: https://abru.ac.ir/files/teachers/doc-1569398578.pdf (дата обращения: 10.04.2023).
[12] Gdoutos E.E., Daniel I.M., Wang K.A. Multiaxial characterization and modeling of a PVC cellular foam. Journal of Thermoplastic Composite Materials, 2001, vol. 14, pp. 365–373.
[13] Abrate S. Criteria for yielding or failure of cellular materials. Journal of Sandwich Structures and Materials, 2008, vol. 10, pp. 5–51.
[14] Кравцов В.А. Конечно-элементные модели слоистого композиционного материала. Вестник Московского авиационного института, 2009, т. 16, вып. 6, с. 39–42. URL: https:/vestnikmai.ru/download/php?=12494.pdf (дата обращения: 10.04.2023).
[15] Грищенко С.В., Попов Ю.И. Разработка макромодели слоистого композита для анализа напряженно-деформированного состояния нерегулярных зон типовых конструкций планера самолета. Труды МАИ, 2013, № 65, с. 1–15. URL: https://mai.ru/upload/iblock/168/1685505fa649aec9868e56c34cbf9e13.pdf (дата обращения: 10.04.2023).