Моделирование и расчет устойчивости тонких отслоений в сферической оболочке
Автор: Бохоева Любовь Александровна, Бочектуева Елена Баторовна
Журнал: Вестник Бурятского государственного университета. Математика, информатика @vestnik-bsu-maths
Рубрика: Математическое моделирование и обработка данных
Статья в выпуске: 2, 2018 года.
Бесплатный доступ
В настоящее время широко применяются элементы конструкций, выполненные из слоистых композиционных материалов, особенно в авиационной промышленности. Для композитных материалов (КМ) характерны высокие значения жесткости и прочности, они легко обрабатываются и эксплуатируются в широком диапазоне температур, что делает их материалами почти безграничных возможностей. Использование многослойных КМ требует учета анизотропии механических характеристик и возможности присутствия скрытых дефектов по поверхностям раздела отдельных слоев. Отслоение является распространенным видом дефекта, и достаточно часто это становится определяющим фактором возможности использования КМ. В данной работе впервые решена задача устойчивости тонких отслоений, расположенных вблизи внутренней поверхности сжатой сферической оболочки, изготовленной из слоистых композиционных материалов. В данной работе представлен энергетический метод решения устойчивости тонких отслоений, расположенных вблизи внутренней поверхности. Проведено компьютерное моделирование многослойной оболочки в системе ANSYS и расчет закритических деформаций сферической оболочки в зоне отслоения.
Межслойные дефекты, отслоение, энергетический метод, композиционные материалы, критерии, тонкостенные элементы конструкций, модель, метод конечных элементов
Короткий адрес: https://sciup.org/148308904
IDR: 148308904 | УДК: 539.3 | DOI: 10.18101/2304-5728-2018-2-77-84
Modeling and calculation of the stability of thin layers in a spherical shell
At present, structural elements made of layered composite materials are widely used, especially in aircraft industry. Composite materials (CM) are characterized by high values of rigidity and strength, they are easily processed and operated in a wide range of temperatures, these makes them materials with almost limitless possibilities. The use of multilayer CM requires taking into account the anisotropy of mechanical characteristics and the possibility that hidden defects may exist on the interfaces of individual layers. Layer separation is a widespread type of defect, and quite often it becomes a determining factor in the possibility of using CM. The article first solves the problem of stability of thin layers located near the inner surface of a compressed spherical shell made of layered composite materials. We have presented the energy method for solving the stability of thin layers located near the internal surface, and carried out a computer simulation of the multi-layer shell in ANSYS system and calculation of the supercritical deformations of a spherical shell in layer separation zone.
Список литературы Моделирование и расчет устойчивости тонких отслоений в сферической оболочке
- Болотин В.В. Разрушение композиционных материалов по типу отслоений // Расчеты на прочность. 1986. Вып. 27. С. 8-20.
- Бугаков И.И. Работа разрушения слоистых стеклопластиков по поверхности раздела // Проблемы прочности. 1978. № 4. С. 4-8.
- Воронцов A.H., Мурзаханов Г.X., Щугорев В.Н. Разрушение конструкций из композитных материалов по типу расслоений // Механика композитных материалов. 1989. № 6. С. 1007-1023.
- Chai H., Babcock C. D. Two - dimensional modeling of compressive failure in delaminated laminates // Inter. Journal of Composite materials. 1985. Vol. 19, No.l. Pp. 67-91.
- Bottega W.J., Maewal A. Delamination buckling and growth in lamination // Journal Applied Mechanics. 1983. Vol. 50, No. 1. Pp. 184-189.
- Бохоева Л.А. Особенности расчета на прочность элементов конструкций из изотропных и композиционных материалов с допустимыми дефектами. Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2007. 192 с.
- Бочектуева Е.Б., Бохоева Л.А. Математическое моделирование формирования структуры при термообработке в элементах конструкций // Вестник Бурятского государственного университета. Химия. Физика. 2016. № 4. С. 52-56.
