Разработан алгоритм оптимального проектирования композитных панелей, направленный на снижение массы и повышение прочности путем увеличения критической силы потери устойчивости конструкций при эксплуатации за счет криволинейной укладки слоев. Рассмотрены ключевые факторы, влияющие на устойчивость панелей, такие как внешние нагрузки и геометрические характеристики. Для установления критических нагрузок, приводящих к потере устойчивости панели, выполнено численное моделирование на основе метода конечных элементов в сочетании с подходами, которые используются в строительной механике авиационных конструкций. С этой целью была построена с применением подхода послойного моделирования оболочечная модель сжатой панели обшивки с ортотропной укладкой. Разработанный метод основан на совмещении направления максимальной жесткости материала с направлением действия главных моментов, что способствует повышению критической силы потери устойчивости. Приведен обзор существующих вариантов применения криволинейной укладки слоев с оптимизацией конструкции, описаны преимущества данного метода по сравнению с традиционным армированием. Научная новизна исследования заключается в разработке комбинированного подхода, объединяющего метод конечных элементов, методы оптимизации композитных панелей и учет эксплуатационных ограничений авиационной отрасли. Созданный в рамках данного подхода алгоритм позволяет определить оптимальное армирование слоев композиционного материала с учетом направлений главных моментов и напряженно-деформированного состояния конструкции.

EDN  NXEHMK