Визначення факторів впливу та коефіцієнтів концентрації напружень для експрес-розрахунків на міцність однозрізних болтових з’єднань шаруватих композитних пластин. Повідомлення 1
Вантажиться...
Дата
2024
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute
Анотація
При проектуванні болтових з'єднань (БЗ) необхідно, зокрема, проводити їхні перевірні розрахунки на міцність. При цьому бажано застосовувати експрес-аналіз: розрахунки за простими формулами достатньої точності. Для БЗ пластин із шаруватих полімерних композиційних матеріалів (ПКМ) проблема ще не вирішена.
Мета дослідження: провести перегляд, переосмислення та структуризацію формул експрес-розрахунку максимального напруження при контакті отвору з жорстким циліндром (болтом), на контрастних прикладах матеріалів та схем армування пластини із ПКМ, з урахуванням можливих бічних зазорів болт/отвір в практично актуальному діапазоні, на основі отриманих раніше та нових результатів.
Були проведені чисельні розрахунки із застосуванням методу скінченних елементів (контактна задача) для БЗ пластини із шаруватого ПКМ. Передбачалася 3D-ортотропія кожного моношару. Перевіряли декілька простих формул експрес-аналізу, провели їхню структуризацію. Результати зведені в таблиці, наведені ілюстрації.
Відокремлені п’ять факторів впливу на значення максимального напруження розтягу біля отвору в пластині з шаруватого ПКМ. Отримано числові оцінки, що характеризують ступінь впливу на концентрацію напружень на поверхні отвору: характеристик матеріалу, схеми армування й величин зазору болт/отвір в пластині із шаруватого ПКМ, а також точність розглянутих формул.
Зміна матеріалу й схеми армування шаруватого ПКМ призводить до істотної зміни значень максимальних напружень та коефіцієнту концентрації напружень у навантаженого болтом отвору в ослабленому отвором перетині пластини, а розглянуті формули експрес-аналізу мають недостатню точність для контрастних випадків матеріалів і схем армування пластини. Необхідні додаткові дослідження, особливо для схеми армування [φ/-φ]2s при 0<φ<90.
.
Опис
Ключові слова
болтове з'єднання, полімерно-композитний матеріал, напружено-деформований стан, коефіцієнт концентрації напружень, параметр впливу, міцність, bolted join, polymer composite material, stress-strain state, stress concentration factor, strength
Бібліографічний опис
Рудаков, К. Визначення факторів впливу та коефіцієнтів концентрації напружень для експрес-розрахунків на міцність однозрізних болтових з’єднань шаруватих композитних пластин. Повідомлення 1 / Костянтин Рудаков, Юрій Дифучин // Mechanics and Advanced Technologies. – 2024. – Vol. 8, No. 4(103). – P. 373-384. – Bibliogr.: 23 ref.