Оцінювання граничного стану вуглепластику AS4/3501-6 carbon/epoxy зі схемою армування [90°/±45°/0°]s в умовах плоского та лінійного напруженого стану

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorРубашевський, В. В.
dc.contributor.authorШукаєв, С. М.
dc.date.accessioned2020-05-11T15:02:21Z
dc.date.available2020-05-11T15:02:21Z
dc.date.issued2019
dc.description.abstractenComposite materials, in particular laminated carbon fiber reinforced with high-strength unidirectional fibers, are widely used in many industries. The active development of the production of fibers and matrices leads to a large number of new materials and their widespread using in production requires effective techniques for estimate the ultimate state of carbon fiber under various load conditions. 12 ISSN 2521-1943. Mechanics and Advanced Technologies #2 (86), 2019 Objective. Comparative analysis of strength estimation methods using the example of laminated carbon fiber with AS4 carbon fiber and a 3501-6-epoxy matrix reinforcing pattern [90°/±45°/0°]s under UNIAXIAL AND BIAXIAL LOADS conditions using an analytical model of the degradation of the mechanical properties of the composite layer proposed in the work of M.K. Kucher and M.M. Zarazovskii and the method of numerical simulation in the software environment ANSYS Workbench. Methods. The mechanical characteristics of the carbon fiber monolayer were previously calculated using various analytical methods: the mixture rule, the coaxial cylinder method, the Kilchinsky model, and the Vanin method. The stress calculations were compared with tests results published by a group of authors (P.D. Soden, M.J. Hinton & A.S. Kaddour). Results. The application boundaries for numerical and analytical methods for assessing the strength of carbon plastics in a plane and linear stress state are analyzed. Conclusions. Based on the studies, it was concluded that the model of degradation of the mechanical properties of the layer requires improvement under conditions of a negative ratio between the main stresses. The effectiveness of using the ACP(Pre) and ACP(Post) modules of the ANSYS Workbench software environment for estimation the ultimate state of laminated carbon fiber reinforced plastic under uniaxial and biaxial loads conditions is confirmed.uk
dc.description.abstractruКомпозиционные материалы, в частности, слоистые углепластики, армированные высокопрочными однонаправленными волокнами, широко применяются во многих отраслях промышленности. Активное развитие производства волокон и матриц приводит к большому количеству новых материалов и широкого их применения в производстве требует эффективных методик для оценки предельного состояния углепластика при различных условиях нагрузки. Цель исследования. Сравнительный анализ методов оценки прочности на примере слоистого углепластика с волокном AS4 carbon и матрицей 3501-6-epoxy схеме армирования [90°/±45°/0°]s в условиях линейного и плоского напряженного состояния с помощью аналитической модели деградации механических свойств слоя композита, предложенной в работе М. К. Кучера и М. М. Заразовского и методом численного моделирования в программной среде ANSYS Workbench. Методика реализации. Механические характеристики монослоя углепластика были предварительно рассчитаны по разным аналитическим методам: правилом смеси, методом коаксиальных цилиндров, моделью Кильчинського и методом Ванина. Расчеты напряжений по двум методам сравнивались с результатами испытаний трубчатых образцов из слоистого углепластика с волокном AS4 carbon и матрицей 3501-6-epoxy в условиях линейного и плоского напряженного состояния, опубликованным в работе группы авторов (P. D. Soden, M. J. Hinton & A. S. Kaddour). Результаты исследования. Проанализированы границы применения численного и аналитического методов для оценки прочности углепластиков при линейном и плоском напряженном состояния. Выводы. На основе исследований сделан вывод о том, что модель деградации механических свойств слоя требует усовершенствования в условиях отрицательного соотношения между главными напряжениями. Подтверждена эффективность применения модулей ACP (Pre) и ACP (Post) программной среды ANSYS Workbench для оценки предельного состояния слоистого углепластика в условиях линейного и плоского напряженного состояния.uk
dc.description.abstractukПроблематика. Композиційні матеріали, зокрема, шаруваті вуглепластики, армовані високоміцними односпрямованими волокнами, широко застосовуються в багатьох галузях промисловості. Активний розвиток виготовлення волокон та матриць приводить до великої кількості нових матеріалів і широкого їх застосування у виробництві потребує ефективних методик для оцінювання граничного стану вуглепластика за різних умов навантаження. Мета дослідження. Порівняльний аналіз методів оцінювання міцності на прикладі шаруватого вуглепластику з волокном AS4 carbon і матрицею 3501-6-epoxy зі схемою армування [90°/±45°/0°]s в умовах лінійного та плоского напруженого стану за допомогою аналітичної моделі деградації механічних властивостей шару композиту, запропонованої в роботі М.К. Кучера і М.М. Заразовського і методом чисельного моделювання у програмному середовищі ANSYS Workbench. Методика реалізації. Механічні характеристики моношару вуглепластику були попередньо розраховані за різними аналітичними методами: правилом суміші, методом коаксіальних циліндрів, моделлю Кільчинського і методом Ваніна. Розрахунки напружень за двома методами порівнювались з результатами випробувань трубчастих зразків з шаруватого вуглепластику з волокном AS4 carbon і матрицею 3501-6-epoxy в умовах лінійного та плоского напруженого стану, опублікованими в роботі групи авторів (P. D. Soden, M. J. Hinton & A. S. Kaddour). Результати дослідження. Проаналізовано межі застосування чисельного та аналітичного методів для оцінювання міцності вуглепластиків за умови лінійного та плоского напруженого стану. Висновки. На основі досліджень зроблено висновок про те, що модель деградації механічних властивостей шару потребує удосконалення в умовах від’ємного співвідношення між головними напруженнями. Підтверджено ефективність застосування модулів ACP(Pre) і ACP(Post) програмного середовища ANSYS Workbench для оцінки граничного стану шаруватого вуглепластику в умовах лінійного та плоского напруженого стану.uk
dc.format.pagerangeP. 7-13uk
dc.identifier.citationРубашевський, В. В. Оцінювання граничного стану вуглепластику AS4/3501-6 carbon/epoxy зі схемою армування [90°/±45°/0°]s в умовах плоского та лінійного напруженого стану / В. В. Рубашевський, С. М. Шукаєв // Mechanics and Advanced Technologies. – 2019. – №2 (86). – P. 7-13.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2521-1943.2019.86.176173
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/33377
dc.language.isoukuk
dc.publisherIgor Sikorsky Kyiv Polytechnic Instituteuk
dc.publisher.placeKyivuk
dc.sourceMechanics and Advanced Technologies, 2019, №2 (86)uk
dc.subjectоцінка граничного стануuk
dc.subjectплоский напружений станuk
dc.subjectшаруватий вуглепластикuk
dc.subjectкомпозиційні матеріалиuk
dc.subjectконстанти пружностіuk
dc.subjectestimation of limit stateuk
dc.subjectbiaxial stress stateuk
dc.subjectlaminated carbon fiber reinforced plasticuk
dc.subjectcomposite materialsuk
dc.subjectelastic constantsuk
dc.subjectоценка предельного состоянияuk
dc.subjectплоское напряженное состояниеuk
dc.subjectслоистый углепластикuk
dc.subjectкомпозиционные материалыuk
dc.subjectконстанты упругостиuk
dc.subject.udc539.3uk
dc.titleОцінювання граничного стану вуглепластику AS4/3501-6 carbon/epoxy зі схемою армування [90°/±45°/0°]s в умовах плоского та лінійного напруженого стануuk
dc.typeBookuk

Файли

Зібрання

Mechanics and Advanced Technologies, № 2 (86)