Impact Damage Influence Investigations on the Composite Skin-Stringer Joint Fatigue Characteristics Under Conditions of Vibroacoustic Loading

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The article presents the results of studying the fatigue characteristics of skin–stringer joints (T‑samples) made of a polymer composite material subjected to random vibroacoustic loading with a wide spectrum. Experimental data were analyzed to determine the damage initiation and growth mechanisms, as well as the criterion and failure mode for samples with and without impact damages. The effect of impact damage on the fatigue characteristics of the test samples at different impact energies and vibroacoustic loading levels is demonstrated. The main patterns of the influence of defects on the fatigue characteristics are revealed, which can be used in the future in creating computational models for damage development in structures made of the polymer composite material under vibroacoustic loading.

About the authors

S. V. Dubinskii

Central Aerohydrodynamic Institute, 140181, Zhukovsky, Russia

Email: stl.denisov@gmail.com
Россия, 140181, Жуковский, ул. Жуковского 1

F. S. Sevastyanov

Central Aerohydrodynamic Institute, 140181, Zhukovsky, Russia

Email: stl.denisov@gmail.com
Россия, 140181, Жуковский, ул. Жуковского 1

V. M. Kostenko

Central Aerohydrodynamic Institute, 140181, Zhukovsky, Russia

Email: stl.denisov@gmail.com
Россия, 140181, Жуковский, ул. Жуковского 1

S. L. Denisov

Central Aerohydrodynamic Institute, 140181, Zhukovsky, Russia

Author for correspondence.
Email: stl.denisov@gmail.com
Россия, 140181, Жуковский, ул. Жуковского 1

References

  1. Clarkson B.L. Review of Sonic Fatigue Technology // NASA Contractor Report 4587. 1994.
  2. Нормы летной годности самолетов транспортной категории. Авиационные правила. Ч. 25 (АП-25).
  3. Thomson A.G.R. Acoustic fatigue design data. AGARDograph 162. 1972.
  4. ESDU Engineering Data: Acoustic Fatigue Series. V. 1. General, endurance under acoustic loading; V. 2. Loading actions, damping; V. 3. Stress/strain response of plate structures; V. 4. Natural frequencies of plate structures; V. 5. Natural frequencies of shell structures; V. 6. Natural frequencies of sandwich panels and box structures.
  5. Панкратов А.И., Врачев А.В., Григорьев А.А., Макаревич В.И., Мозжерова Н.А., Николаев В.С. Руководство для конструкторов по проектированию самолетов. Т. 3. Прочность самолета. Книга 4. Усталостная прочность. Ресурс и надежность планера самолета. Выпуск 9. Методика испытания авиационных конструкций при акустическом нагружении. ЦАГИ. Инв. № 1292. 1981.
  6. Xiao Y., White R.G., Aglietti G.S. An experimental characterization of the acoustic fatigue endurance of GLARE and comparison with that of CFRP // Composite Structures. 2005. V. 68. P. 455–470.
  7. Xiao Y., White R.G., Aglietti G.S. Comparison of structural response and fatigue endurance of aircraft flap-like box structures subjected to acoustic loading // J. Acoust. Soc. Am. 2005. V. 117. № 5. P. 2820–2834.
  8. Ajaj R.M., Allegri G., Isikveren A.T. Conceptual design and sizing of airframe panels according to safe-life acoustic fatigue criteria // Aeronautical J. 2011. V. 114. № 1162. P. 15–27.
  9. Денисов С.Л., Медведский А.Л. Отклик ортотропных пластин на широкополосное акустическое воздействие при различных видах взаимной спектральной плотности действующей нагрузки // Механика композиционных материалов. 2012. Т. 18. № 4. С. 527–543.
  10. ESDU 84027: Endurance of Fiber-Reinforced Composite, Laminated Structural Elements Subjected to Simulated Random Acoustic Loading. 16 (2014).
  11. Di Spirito G. Acoustic Fatigue Analysis Of Composite Outboard And Inboard Flap Of A Commercial Aircraft. Ph.D Thesis, University of Naples Federico II. July 2015.
  12. Uz C., Ata T.T. Acoustic fatigue and dynamic behavior of composite panels under acoustic excitation // Conf. Proc. Of The Society For Experimental Mechanics Series. Jan. 25–26, 2016. P. 219–229. Orlando, Florida.
  13. Dubinskii S.V., Safonov A.A. Composite-Friendly Approach to Certification of Advanced Materials and Fabrication Methods Used in Aviation Industry // J. Machinery Manufacture and Reliability. 2017. V. 46. № 5. P. 501–506. https://doi.org/10.3103/s1052618817050041
  14. Дубинский С.В., Севастьянов Ф.С., Голубев А.Ю., Денисов С.Л., Костенко В.М., Жаренов И.А. Расчетно-экспериментальное исследование влияния виброакустических нагрузок на прочность композитного соединения // Акуст. журн. 2019. Т. 65. № 4. С. 460–470.
  15. Langley R.S. On the Forced Response of One-Dimensional Periodic Structures: Vibration Localization by Damping // J. Sound Vib. 1994. V. 178. P. 411–428.
  16. Langley R.S. A Dynamic Stiffness Technique for the Vibration Analysis of Stiffened Shell Structures // J. Sound Vib. 1992. V. 156. P. 521–540.
  17. Селихов А.Ф., Сеник В.Я., Хлебникова И.Г. Методика статистического анализа характеристик выносливости, прочности, живучести планера самолета. Руководство для конструкторов по проектированию самолетов. Т. III. Книга 4. Вып. 11. Издательский отдел ЦАГИ. 1979. 72 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2.

Download (348KB)
Indexing metadata
3.

Download (723KB)
Indexing metadata
4.

Download (438KB)
Indexing metadata
5.

Download (797KB)
Indexing metadata
6.

Download (660KB)
Indexing metadata
7.

Download (347KB)
Indexing metadata
8.

Download (1015KB)
Indexing metadata
9.

Download (553KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 С.В. Дубинский, Ф.С. Севастьянов, В.М. Костенко, С.Л. Денисов

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».