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

S. V. Dubinskii; Дубинский С. В.; F. S. Sevastyanov; Севастьянов Ф. С.; V. M. Kostenko; Костенко В. М.; S. L. Denisov; Денисов С. Л.

doi:10.31857/S0320791922600512

Исследование влияния ударных повреждений на усталостные характеристики композитного соединения “обшивка–стрингер” в условиях виброакустического нагружения

Авторы: Дубинский С.В.¹, Севастьянов Ф.С.¹, Костенко В.М.¹, Денисов С.Л.¹
Учреждения:
1. ФАУ “Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского”
Выпуск: Том 69, № 2 (2023)
Страницы: 261-269
Раздел: ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕХНИЧЕСКОЙ АКУСТИКИ
URL: https://journals.rcsi.science/0320-7919/article/view/134433
DOI: https://doi.org/10.31857/S0320791922600512
EDN: https://elibrary.ru/ITFWCI
ID: 134433

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Представлены результаты исследования усталостных характеристик выполненных из полимерного композиционного материала соединений типа “обшивка–стрингер” (Т-образцов), подвергающихся случайному виброакустическому нагружению с широким спектром. На основе анализа экспериментальных данных определены механизмы возникновения и развития повреждений, а также критерий и мода разрушения для образцов с дефектами от ударного воздействия и для образцов без дефектов. Продемонстрировано влияние ударных повреждений на усталостные характеристики исследуемых образцов при различной энергии удара и уровнях виброакустического нагружения. Выявлены основные закономерности влияния дефектов на усталостные характеристики, которые могут использоваться в дальнейшем при создании расчетных моделей развития повреждений в конструкциях из полимерного композиционного материала при виброакустическом нагружении.

Ключевые слова

виброакустическое воздействие, динамический отклик, кривая усталости, ударное повреждение, полимерный композиционный материал (ПКМ)

Список литературы

Clarkson B.L. Review of Sonic Fatigue Technology // NASA Contractor Report 4587. 1994.
Нормы летной годности самолетов транспортной категории. Авиационные правила. Ч. 25 (АП-25).
Thomson A.G.R. Acoustic fatigue design data. AGARDograph 162. 1972.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
ESDU 84027: Endurance of Fiber-Reinforced Composite, Laminated Structural Elements Subjected to Simulated Random Acoustic Loading. 16 (2014).
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.
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.
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
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.
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.
Langley R.S. A Dynamic Stiffness Technique for the Vibration Analysis of Stiffened Shell Structures // J. Sound Vib. 1992. V. 156. P. 521–540.
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.