Особенности численного моделирования композитных материалов с вязкоупругими полимерными слоями

Целью исследования является анализ существующих конфигураций композитных материалов, позволяющих моделировать контакт между двумя поверхностями материалов, имеющих различные физико-механические параметры с достаточной точностью. Рассмотрены возможности исследования механических свойств и прочностных характеристик слоистых материалов с помощью конечно-элементного анализа, который основан на создании численных моделей, воспроизводящих объекты исследуемого физического объекта и явления. Описаны особенности при определении напряженно-деформированное состояния моделей материалов с помощью численного эксперимента в современном программном комплексе, который позволяет определять многие физико-механические параметры без физических экспериментальных испытаний на которые затрачивается значительное количество времени и ресурсов. Приводится метод контактного слоя, открывающий возможность максимально точно прогнозировать поведение слоистых композитов и численно воспроизводить оценку напряженно-деформированного состояния. В работе представлены способы конечно-элементного моделирования контакта между двумя разнородными материалами, составляющими слоистый композит. Также в статье описаны подходы в моделировании контакта с использованием программных пакетов численного моделирования LS-DYNA и ЛИРА-САПР. Было рассмотрено несколько сценариев моделирования адгезионного контакта с целью поиска наиболее оптимального и позволяющего производить анализ элементов конструкций из слоистых композитов. Полученные результаты анализа не только демонстрируют потенциал в моделировании контактного слоя, учитывая физические параметры адгезионного взаимодействия, но и дают сравнительную оценку конфигурациям существующих программ, что является важным для развития прочностных расчетов. Работа представляет интерес для специалистов, конструкторов и инженеров в области моделирования физико-механических характеристик материалов композитной структуры.