Визначення факторів впливу та коефіцієнтів концентрації напружень для експрес-розрахунків на міцність однозрізних болтових з’єднань шаруватих композитних пластин. Повідомлення 1

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorРудаков, Костянтин
dc.contributor.authorДифучин, Юрій
dc.date.accessioned2025-04-11T12:49:36Z
dc.date.available2025-04-11T12:49:36Z
dc.date.issued2024
dc.description.abstractПри 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. .
dc.description.abstractotherWhen designing bolted joints (BJ), it is necessary, in particular, to carry out their verification calculations for strength. At the same time, it is desirable to use express analysis: calculations by simple formulas of sufficient accuracy. For BJ of plates made of layered polymer composite materials (PCM), the problem has not been solved yet. Objective. To revise, to rethink and structure the formulas for the express calculation of the maximum stress when the hole is in contact with a rigid cylinder (bolt). Carry out a review on contrasting examples of materials and schemes of PCM plate reinforcement, taking into account possible lateral bolt/hole clearances in a practically relevant range, based on previously obtained and new results. Numerical calculations were carried out using the finite element method (contact problem) for the BJ plate made of laminated PCM. 3D orthotropy of each monolayer was assumed. Several simple express analysis formulas were checked, and their structuring was carried out. The results are summarized in a table, illustrations are given. Five factores influencing the value of the maximum tensile stress near the hole in the laminated PCM plate are separated. Numerical estimates were obtained that characterize the degree of influence on the stress concentration on the surface of the hole: material char-acteristics, reinforcement scheme, and bolt/hole gap sizes in the laminated PCM plate, as well as the accuracy of the considered formulas. A change in the material and scheme of reinforcement of the layered PCM leads to a significant change in the values of the maximum stresses and stress concentration factor (SCF) in the bolt-loaded hole in the cross-section of the plate weakened by the hole. The considered express analysis formulas have insufficient accuracy for contrasting cases of materials and plate reinforcement schemes. Additional re-search is needed, especially for the reinforcement scheme армування[φ/–φ]2S at 0 < φ < 90.
dc.format.pagerangeP. 373-384
dc.identifier.citationРудаков, 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.
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2521-1943.2024.8.4(103).311624
dc.identifier.orcid0000-0003-4191-8945
dc.identifier.orcid0000-0002-9535-4519
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/73357
dc.language.isouk
dc.publisherIgor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute
dc.publisher.placeKyiv
dc.relation.ispartofMechanics and Advanced Technologies, Vol. 8, No. 4(103)
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subjectболтове з'єднання
dc.subjectполімерно-композитний матеріал
dc.subjectнапружено-деформований стан
dc.subjectкоефіцієнт концентрації напружень
dc.subjectпараметр впливу
dc.subjectміцність
dc.subjectbolted join
dc.subjectpolymer composite material
dc.subjectstress-strain state
dc.subjectstress concentration factor
dc.subjectstrength
dc.subject.udc539.3+534.13+629.783
dc.titleВизначення факторів впливу та коефіцієнтів концентрації напружень для експрес-розрахунків на міцність однозрізних болтових з’єднань шаруватих композитних пластин. Повідомлення 1
dc.title.alternativeDetermination of influence factores and stress concentration factor for express strength calculations of single-cut bolted connections of layered composite plates. Message 1
dc.typeArticle

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
311624-740750-3-10-20250102.pdf
Розмір:
822.19 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Mechanics and Advanced Technologies, Vol. 8, No. 4(103)