Экспресс-оценка коэффициента концентрации напряжений у нагруженного болтом круглого отверстия в пластине из слоистого полимерного композиционного материала. Влияние схемы армирования

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorРудаков, К. Н.
dc.contributor.authorДифучин, Ю. Н.
dc.date.accessioned2022-02-22T14:34:05Z
dc.date.available2022-02-22T14:34:05Z
dc.date.issued2020
dc.description.abstractenProblematic. Among the various options for joining parts from layered polymer composite materials (PCM), a significant percentage is bolted joints (BJ). For their proper design, it is necessary, in particular, to carry out strength calculations. In this case, it is desirable to replace complex finite element calculations with express analysis: calculations using simple formulas of sufficient accuracy. One of the main strength calculations of BJ is the calculation of tensile strength of the section weakened by the hole. For BJ plates made from PCM, this question has not been worked out enough. Research objective. Establish of the impact degree of the monolayers stacking sequence of a PCM plate on the value of the stress concentration factor (SCF) near the hole loaded with a bolt. Realization technique. Numerical calculations were carried out using the finite element method (contact problem) for a BJ plate made of layered PCM. A 3D-orthotropy of each monolayer was assumed. Two simple express analysis formulas were tested. Diagrams were built, the presence and impact degree of the monolayers stacking sequence in a laminated PCM plate on the change of the SCF values were established. The results of research. Based on the calculation results, numerical estimates are obtained that characterize the impact degree of the monolayers stacking sequence in a laminated PCM plate and the accuracy of the considered formulas. Conclusions. The calculations showed that change of the monolayers stacking sequence of the layered PCM leads to a significant change of the SCF values near the bolt-loaded hole in the plate section weakened by the hole; that the proposed approximation (17) has insufficient accuracy for the considered materials and monolayers stacking sequences. It is necessary to continue the search for the correction function for (15) on a wider calculation and experimental base of PCM properties.uk
dc.description.abstractruПроблематика. Среди различных вариантов соединений деталей из слоистых полимерных композиционных материалов (ПКМ) значительный процент занимает болтовые соединения (БС). Для их правильного проектирования необходимо, в частности, проводить прочностные расчеты. При этом желательно заменять сложные конечно-элементные расчеты на экспресс-анализ: расчеты по простым формулам достаточной точности. Один из основных прочностных расчетов БС–расчет на разрыв сечения, ослабленного отверстием. Для БС пластин из ПКМ этот вопрос проработан недостаточно. Цель исследования. Установление характера и степени влияния схемы укладки монослоев в композитной пластине из слоистого ПКМ на величину коэффициента концентрации напряжений (ККН) у отверстия, нагруженного болтом. Методика реализации. Были проведены численные расчеты с применением метода конечных элементов (контактная задача) для БС пластины из слоистого ПКМ. Предполагалась 3D-ортотропия каждого монослоя. Проверялись две простые формулы экспресс-анализа. Строились графики, выявлялись наличие и степень влияния схемы укладки монослоев в пластине из слоистого ПКМ на изменение значений ККН у нагруженного болтом отверстия в ослабленном отверстием сечении пластины. Результаты исследования. По результатам расчетов получены числовые оценки, характеризующие степень влияния схемы укладки монослоев в пластине из слоистого ПКМ и точность рассмотренных формул. Выводы. Проведенные расчеты показали, что изменение схемы армирования слоистого ПКМ приводит к существенному изменению значений ККН у нагруженного болтом отверстия в ослабленном отверстием сечении пластины; что предложенная аппроксимация (17) имеет недостаточную точность для рассмотренных материалов и схем укладки монослоев. Необходимо продолжение поисков поправочной функции для (15) на более широкой расчетно-экспериментальной базе свойств ПКМ.uk
dc.description.abstractukПроблематика. Серед різних варіантів з'єднань деталей із шаруватих полімерних композиційних матеріалів (ПКМ) значний відсоток займають болтові з'єднання (БЗ). Для їх правильного проектування необхідно, зокрема, проводити розрахунки на міцність. При цьому бажано замінювати складні скінчено-елементні розрахунки на експрес-аналіз: розрахунки за простими формулами достатньої точності. Один з основних розрахунків на міцність БЗ - розрахунок на розрив перетину, ослабленого отвором. Для БЗ пластин з ПКМ це питання опрацьовано недостатньо. Ціль дослідження. Встановлення характеру і ступеня впливу схеми укладання моношарів пластини з шаруватого ПКМ на величину коефіцієнта концентрації напружень (ККН) біля отвору, навантаженого болтом. Методика реалізації. Були проведені чисельні розрахунки із застосуванням методу скінченних елементів (контактна задача) для БЗ пластини з шаруватого ПКМ. Передбачалася 3D-ортотропія кожного моношару. Перевірялися дві прості формули експрес-аналізу. Будувалися графіки, виявлялися наявність і ступінь впливу схеми укладання моношарів пластини з шаруватого ПКМ на зміну значень ККН біля навантаженого болтом отвору в ослабленому отвором перетині пластини. Результати дослідження. За результатами розрахунків отримані числові оцінки, що характеризують ступінь впливу схеми укладання моношарів в пластині з шаруватого ПКМ і точність розглянутих формул. Висновки. Проведені розрахунки показали, що зміна схеми армування шаруватого ПКМ призводить до істотної зміни значень ККН біля навантаженого болтом отвору в ослабленому отвором перетині пластини; що запропонована апроксимація (17) має недостатню точність для розглянутих матеріалів і схем укладання моношарів. Необхідне продовження пошуків поправочної функції для (15) на більш широкій розрахунково-експериментальній базі властивостей ПКМ.uk
dc.format.pagerangeP. 7-18uk
dc.identifier.citationРудаков, К. Н. Экспресс-оценка коэффициента концентрации напряжений у нагруженного болтом круглого отверстия в пластине из слоистого полимерного композиционного материала. Влияние схемы армирования / К. Н. Рудаков, Ю. Н. Дифучин // Mechanics and Advanced Technologies. – 2020. – №1 (88). – P. 7-18.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2521-1943.2020.88.200290
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/46720
dc.language.isoruuk
dc.publisherIgor Sikorsky Kyiv Polytechnic Instituteuk
dc.publisher.placeKyivuk
dc.sourceMechanics and Advanced Technologies, 2020, №1 (88)uk
dc.subjectполімерний композиційний матеріалuk
dc.subjectболтове з'єднанняuk
dc.subjectкоефіцієнт концентрації напруженьuk
dc.subjectpolymer composite materialuk
dc.subjectbolted jointsuk
dc.subjectstress concentration factoruk
dc.subjectполимерный композиционный материалuk
dc.subjectболтовое соединениеuk
dc.subjectкоэффициент концентрации напряженийuk
dc.subject.udc539.3+534.13+629.783uk
dc.titleЭкспресс-оценка коэффициента концентрации напряжений у нагруженного болтом круглого отверстия в пластине из слоистого полимерного композиционного материала. Влияние схемы армированияuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
madt_2020-1_p7-18.pdf
Розмір:
1.2 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.01 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Mechanics and Advanced Technologies, № 1 (88)