Экспериментально-аналитическое определение упругих характеристик слоистого тканевого композита
- Авторы: Комаров В.А.1, Павлов А.А.1, Павлова С.А.1
-
Учреждения:
- Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва
- Выпуск: Том 21, № 2 (2022)
- Страницы: 65-79
- Раздел: МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ
- URL: https://journals.ssau.ru/vestnik/article/view/10506
- DOI: https://doi.org/10.18287/2541-7533-2022-21-2-65-79
- ID: 10506
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Рассматривается задача об определении девяти упругих характеристик ортотропного тканевого композита. На тестовом примере приводится оценка влияния трансверсальных упругих характеристик на результаты расчёта напряжённо-деформированного состояния композитных конструкций. Для определения трансверсальных упругих констант ортотропного тканевого композита предлагается использовать представительный объём повторяющейся структуры материала. Рассматриваются особенности создания конечно-элементной модели представительного объёма слоистого тканевого композита. Для определения упругих свойств ортотропного тканевого композита предлагаются кинематические граничные условия специального вида и расчётные соотношения, виртуально имитирующие механический эксперимент с представительным объёмом материала. Приводятся результаты сравнения вычисленных характеристик и данных натурных испытаний по стандартным методикам, которые свидетельствуют о возможности прогнозирования трансверсальных упругих характеристик вычислительными методами с достаточно высокой точностью для использования в практических задачах.
Об авторах
В. А. Комаров
Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва
Автор, ответственный за переписку.
Email: vkomarov@ssau.ru
доктор технических наук, профессор, профессор кафедры конструкции и проектирования летательных аппаратов, директор научно-образовательного центра авиационных конструкций
РоссияА. А. Павлов
Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва
Email: alex-alex.pavlov@yandex.ru
инженер научно-образовательного центра авиационных конструкций
РоссияС. А. Павлова
Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва
Email: pavlova.sa@ssau.ru
ORCID iD: 0000-0003-2508-3546
кандидат технических наук, инженер научно-образовательного центра авиационных конструкций
РоссияСписок литературы
- ASTM Test Method D 3039 - 08. Standard test method for tensile properties of polymer matrix composite materials. American Society for Testing and Materials, 2008. 13 р.
- ГОСТ 25.601-80. Методы механических испытаний композиционных материалов с полимерной матрицей (композитов). Метод испытания плоских образцов на растяжение при нормальной, повышенной и пониженной температурах. М.: Издательство стандартов, 1980. 15 с.
- ASTM Test Method D 3518 - 08. Standard test method for in-plane shear properties of polymer matrix composite materials by tensile test of a laminate. American Society for Testing and Materials, 2008. 7 р.
- Verpoest I., Lomov S.V., Huysmans G., Ivens J. Modelling the processing and properties of textile composites: an integrated approach // 9th European Conference on Composite Materials (July, 5-6, 2000, Brighton).
- Lomov S.V., Huysmans G., Luo Y., Parnas R.S., Prodromou A., Verpoest I., Phelan F.R. Textile composites: modelling strategies // Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. 2001. V. 32, Iss. 10. P. 1379-1394. doi: 10.1016/S1359-835X(01)00038-0
- Vignoli L.L., Savi M.A., Pacheco P.M.C.L., Kalamkarov A.L. Comparative analysis of micromechanical models for the elastic composite laminae // Composites Part B: Engineering. 2019. V. 174. doi: 10.1016/j.compositesb.2019.106961
- Chamis C. Mechanics of composite materials: past, present, and future // Journal of Composites Technology & Research. 1989. V. 11, Iss. 1. P. 3-14. doi: 10.1520/CTR10143J
- Gommer F., Endruweit A., Long A.C. Quantification of micro-scale variability in fibre bundles // Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. 2016. V. 87. P. 131-137. doi: 10.1016/j.compositesa.2016.04.019
- Brown L.P., Endruweit A., Long A., Jones I.A. Characterisation and modelling of complex textile geometries using TexGen // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. V. 406, Iss. 1. doi: 10.1088/1757-899X/406/1/012024
- Sherburn M. Geometric and mechanical modelling of textiles. Ph.D. Thesis. Nottingham, 2007. 271 p.
- Matveev M.Y., Long A., Brown L.P., Jones I.A. Effects of layer shift and yarn path variability on mechanical properties of a twill weave composite // Journal of Composite Materials. 2017. V. 51, Iss. 7. P. 913-925. doi: 10.1177/0021998316655870
- Frey P., Sarter B., Gautherie M. Fully automatic mesh generation for 3‐D domains based upon voxel sets // International Journal of Numerical Methods in Engineering. 1994. V. 37, Iss. 16. P. 2735-2753. doi: 10.1002/NME.1620371604
- Cao Y., Feng Yu., Wang W., Wu D., Zhu Zh. Estimation of lamina stiffness and strength of quadriaxial non-crimp fabric composites based on semi-laminar considerations // Applied Sciences. 2016. V. 6, Iss. 9. doi: 10.3390/app6090267
- ASTM Test Method D 8067 - 08. Standard test method for in-plane shear properties of sandwich panels using a picture frame fixture. American Society for Testing and Materials, 2008. 12 р.
Дополнительные файлы
![](/img/style/loading.gif)