Расчет ориентации коротких волокон на конечно-элементной модели, редуцированной алгоритмами топологической оптимизации конструкций
Автор: Куркин Евгений Игоревич, Лукьянов Олег Евгеньевич, Кишов Евгений Алексеевич
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Информатика, вычислительная техника и управление
Статья в выпуске: 5 т.21, 2019 года.
Бесплатный доступ
В работе предложена методика расчета литья короткоармированных термопластичных материалов на элементах сетки топологической оптимизации, без использования трехмерных геометрических моделей. Выполнен расчет ориентации армирующих волокон на элементах сетки топологической оптимизации кронштейна. Проведено сопоставление результатов моделирования течения на напрямую импортированных сетках с результатами моделирования на синтезируемых по результатам топологической оптимизации трехмерных геометрических моделей. Показано, что разработанная методика позволяет существенно сократить время проектированного расчёта литья силовых конструкций. Представленная методика расчета задач гидродинамики на элементах сетки топологической оптимизации легко формализуема и может быть реализована в пакетном режиме на основе API интерфейсов систем, что дает возможность решать задачи гидродинамики и определения тензора армирующих волокон на внутренних итерациях цикла топологической оптимизации.
Композиционный материал, короткие волокна, литье, сетка, топологическая оптимизация
Короткий адрес: https://sciup.org/148312605
IDR: 148312605
Список литературы Расчет ориентации коротких волокон на конечно-элементной модели, редуцированной алгоритмами топологической оптимизации конструкций
- Мэттьюз Ф., Роллингс Р. Мир материалов и технологий. Композиционные материалы. Механика и технология. - М.: Техносфера, 2004. - 408 с.
- Tseng H.-C., Chang R.-Y., Hsu C.-H. Numerical predictions of fiber orientation and mechanical properties for injection-molded long-glass-fiber thermoplastic composites, Composites Science and Technology V. 150, 2017. P. 181-186.
- Jeffery G.B. The motion of ellipsoidal particles immersed in a viscous fluid //Proc. R. Soc. A Vol. 1022, 1922. P. 161-179.
- Folgar F., Tucker C.L. Orientation behavior of fibres in concentrated suspensions// Journal of Reinforced Plastics and Composites, Vol. 3. Is. 2. 1984, P. 98-119.
- Advani S.G., Tucker C.L. The Use of Tensors to Describe and Predict Fiber Orientation in Short Fiber Composites // Journal of Rheology. Vol. 31. 1987. P. 751 - 784.
- Eshelby J.D. The force on an elastic singularity //R. Soc. Lond. A. Vol. 244. 1951. P.87-112.
- Tandon G.P., Weng G.J. The effect of aspect ratio of inclusions on the elastic properties of unidirectionally aligned composites// Polymer Composites. Vol. 5. Is. 4, 1984. P. 327-333.
