Численный анализ поведения трехслойной панели с сотовым заполнителем при наличии дефектов под действием динамической нагрузки

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Цель исследования - изучение влияния межслоевых дефектов типа расслоений на поведение плоской трехслойной панели с сотовым заполнителем прямоугольной в плане под действием динамической нагрузки ударного характера. Методы. Задача решалась численно с помощью метода конечных элементов в программных комплексах Simcenter Femap и LS-DYNA (Livermore Software Technology Corp.). Для этого разрабатывалась геометрическая модель панели с сотовым заполнителем. На основе геометрической модели создавалась конечно-элементная модель (КЭМ) панели при помощи объемных конечных элементов. В программных комплексах производился расчет КЭМ при заданных граничных условиях, затем определялись поля напряжений и индексов разрушения в панели с учетом и без учета повреждений. Результаты. Численно определены поля напряжений в панели с учетом повреждений и без повреждений. Получены поля индексов разрушения слоев панели под действием ударной нагрузки с помощью различных критериев (Puck, Hashin, LaRC03 (Langley Research Center)) разрушения для полимерных композиционных материалов. Проанализировано влияние дефектов на поведение панели с сотовым заполнителем под действием ударной нагрузки.

Об авторах

Александр Леонидович Медведский

Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского; Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)

Автор, ответственный за переписку.
Email: mdv66@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9199-229X

доктор физико-математических наук, доцент, первый заместитель генерального директора, Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского; старший научный сотрудник, кафедра 903 «Перспективные материалы и технологии аэрокосмического назначения», Институт № 9 «Общеинженерной подготовки», Московский авиационный институт

Российская Федерация, 140180, Жуковский, ул. Жуковского д. 1, корп. 1; Российская Федерация, 125993, Москва, Волоколамское шоссе, д. 4

Михаил Иванович Мартиросов

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)

Email: michaelmartirosov@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-8662-9667

кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры 902 «Сопротивление материалов, динамика и прочность машин», Институт № 9 «Общеинженерной подготовки»

Российская Федерация, 125993, Москва, Волоколамское шоссе, д. 4

Антон Васильевич Хомченко

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет); ПАО «Корпорация „Иркут“»

Email: khomchenkoanton@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-6640-011X

аспирант, кафедра 903 «Перспективные материалы и технологии аэрокосмического назначения», Институт № 9 «Общеинженерной подготовки»; ведущий инженер-конструктор, отделение прочности, ПАО «Корпорация „Иркут“»

Российская Федерация, 125993, Москва, Волоколамское шоссе, д. 4; Российская Федерация, 125315, Москва, Ленинградский пр-кт, д. 68

Дарина Викторовна Дедова

ПАО «Корпорация „Иркут“»

Email: darina.dedova98@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-2488-1335

инженер-конструктор, отделение прочности

Российская Федерация, 125315, Москва, Ленинградский пр-кт, д. 68

Список литературы

  1. Demeshkin A.G., Kornev V.M., Astapov N.S. Strength of glued composite in the presence of crack-like defects. Mechanics of Composite Materials and Structures. 2013;19(3):445-458.
  2. Dimitrienko Yu.I., Yurin Yu.V., Fedonyuk N.N. Numerical modeling of deformation and strength of sandwich composite structures with defects. Mathematical Modeling and Numerical Methods. 2016;(3(11)):3-23.
  3. Mitryaykin V.I., Bezzametnov O.N. The impact of shock damage on the strength of various composite materials. Mechanics of Composite Materials and Structures, Complex and Heterogeneous Media: Collection of Abstracts of the 9th All-Russian Scientific Conference with International Participation Named After I. F. Obraztsov and Yu. G. Yanovsky, Dedicated to the 30th Anniversary of IPRIM RAS. Moscow: Sam Polygraphist Publ.; 2019. p. 181-184.
  4. Bezzametnov O.N., Mitryaykin V.I., Khaliulin V.I., Krotova E.V. Developing technique for impact action resistance determining of the aircraft parts from composites with honeycomb filler. Aerospace MAI Journal. 2020;27(3):111-125.
  5. Mitryaikin V.I., Bezzametnov O.N., Krotova E.V. The study of strength of composites under impact. Russian Aeronautics. 2020;63(3):397-404. http://dx.doi.org/10.3103/S1068799820030046
  6. Medvedskiy A.L., Martirosov M.I., Khomchenko A.V. Numerical analysis of layered composite panel behavior with interlaminar defects under action of dynamic loads. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2019;15(2):127-134. (In Russ.) http://dx.doi.org/10.22363/1815-5235-2019-15-2-127-134
  7. Medvedskiy A.L., Martirosov M.I., Khomchenko A.V., Dedova D.V. Impact of interlaminar elliptical defects upon behavior of rectangular carbon plastic plate at static and dynamic loads. Bulletin of Bryansk State Technical University. 2020;(12(97)):19-30. (In Russ.) http://dx.doi.org/10.30987/1999-8775-2020-12-19-30
  8. Medvedskiy A.L., Martirosov M.I., Khomchenko A.V., Dedova D.V. Assessment of the strength of a composite package with internal defects according to various failures criteria under the influence of unsteady load. Periódico Tchê Química. 2020;17(35):1218-1230. http://dx.doi.org/10.52571/PTQ.v17.n35.2020.100_MEDVEDSKIY_pgs_1218_1230.pdf
  9. Hassanpour Roudbeneh F., Liaghat G., Hadavinia H., Sabouri H. Experimental investigation of impact loading on honeycomb sandwich panels filled with foam. International Journal of Crashworthiness. 2019;24(2):199-210. http://dx.doi.org/10.1080/13588265.2018.1426233
  10. Jayaram R.S., Nagarajan V.A., Kumar K.V. Low velocity impact and compression after impact behaviour of polyester pin-reinforced foam filled honeycomb sandwich panels. Journal of Sandwich Structures and Materials. 2021. http://dx.doi.org/10.1177/1099636221998180
  11. Zhang D., Zhang P., Fei Q. Drop-weight impact behavior of honeycomb sandwich panels under a spherical impactor. Composite Structures. 2017;168:633-645. http://dx.doi.org/10.1016/j.compstruct.2017.02.053
  12. Zhao G.W., Bai J.Q., Chen J.C., Qi Y.F. Average plastic collapse stress model of metallic honeycomb structure under out-of-plan impact load. Zhendong yu Chongji. 2016;35(12):50-54. http://dx.doi.org/10.13465/j.cnki.jvs.2016.12.008.
  13. Zhang Z., Chi R., Pang B., Guan G. Characteristic comparison of energy absorbing and dissipating of honeycomb panel and Whipple structure in hypervelocity impact. Chinese Journal of Applied Mechanics. 2016;33(5):754-759. http://dx.doi.org/10.11776/cjam.33.05.D093
  14. Gerber N., Uhlig C., Dreyer C., Chowdhury Y. Symmetrical napcore and honeycomb sandwich structures under impact load. Fibers and Polymers. 2016;17(12):2124-2130. http://dx.doi.org/10.1007/s12221-016-6271-8
  15. Zhang Q.N., Zhang X.W., Lu G.X., Ruan D. Ballistic impact behaviors of aluminum alloy sandwich panels with honeycomb cores: an experimental study. Journal of Sandwich Structures and Materials. 2018;20(7):861-884. http://dx.doi.org/10.1177/1099636216682166
  16. Puck A., Schurmann H. Failure analysis of FRP laminates by means of physically based phenomenological models. Composites Science and Technology. 1998;58:1045- 1067.
  17. Puck A., Kopp J., Knops M. Failure analysis of FRP laminates by means of physically based phenomenological models. Composites Science and Technology. 2002;62:1633-1662.
  18. Puck A., Kopp J., Knops M. Guidelines for the determination of the parameters in Puck’s action plane strength criterion. Composites Science and Technology. 2002;62:371 -378.
  19. Hashin Z. Failure criteria for unidirectional fiber composites. Journal of Applied Mechanics. 1980;47:329-334.
  20. Sebaey T.A., Blanco N., Lopes C.S., Costa J. Numerical investigation to prevent crack jumping in Double Cantilever Beam test of multidirectional composite laminates. Composites Science and Technology. 2011;71:1587-1592. http://dx.doi.org/10.1016/j.compscitech.2011.07.002

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

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».