ВПЛИВ СТРУКТУРИ ПКМ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНОГО СТАНУ В ОКОЛІ ОТВОРІВ БОЛТОВИХ З’ЄДНАНЬ З ПКМ

K. N. Rudakov, Yu. N. Dyfuchyn

Аннотация


   У сучасних скінченно-елементних програмах класу PLM є можливість створювати змішані скінченно-елементні моделі шляхом “склеювання”. Це дозволяє, зокрема, створювати для розрахунків на ПЕОМ відносно невеликі 3D-моделі полімерних композиційних матеріалів (ПКМ) в болтових з’єднаннях, в яких ПКМ в зонах отворів моделюється пошарово (локально), а за ними – наближено, згідно з теорією “ефективного модуля” (глобально).
   Мета роботи: виявлення тенденцій у змінах характеристик НДС у ПКМ у зонах отворів при зміні структури ПКМ, задля знаходження структур зі зниженими значеннями характеристик НДС, що визначають міцність з’єднання.
   Обчислено 24 3D-моделі зразків однозрізного дворядного болтового з’єднання з ПКМ (контактна задача), в яких варіювалися структури ПКМ (6 варіантів), а також бічний зазор болтів з отворами (4 значення). Незмінними були величина сили стягування пакета та сила, що розтягує зразок. За
результатами розрахунків визначені розподіли напружень в ПКМ (рисунки, графіки). Зроблено висновки, що структура пластини з ПКМ суттєво впливає на характеристики НДС у зонах отворів; що можна знайти таку структуру, яка забезпечить підвищення міцності з’єднання.


Ключевые слова


чисельне 3D-моделювання; ПКМ; болтове з’єднання; змішана 3D-модель ПКМ; МСЕ.

Полный текст:

PDF

Литература


Gordon, Kelly and Stefan, Hallstrцm (2004), “Bearing strength of carbon fibre/epoxy laminates: effects of bolt-hole clearance”, Composites, Part B: Engineering, no. 35, pp. 331–343.

Johan, Ekh, Joakim, Schцn, Gunnar, Melin (2005), “Secondary bending in multi fastener, composite-to-aluminium single shear lap joints”, Composites, Part B: Engineering, no. 36, pp. 195–208.

Gordon, Kelly (2006), “Quasi-static strength and fatigue life of hybrid (bonded/bolted) composite single-lap joints”, Composite Structures, no. 72, pp. 119–129.

Amit P., Wankhade, Kiran and K. Jadhao (2014), “Design and Analysis of Bolted Joint in Composite Laminated”, Journal of Modern Engineering Research (IJMER), no. 4 (3), pp. 20–24.

Binqi, Chen, Mingbo, Tong, Yiding, Wang and Fangli, Wang (2015), “Numerical Analysis of Composite Bolted Joints using the Arlequin Method”, 3-rd International Conference on Material, Mechanical and Manufacturing Engineering (IC3ME 2015), pp. 2051–2055.

Raju, Shruthi, Salimath, Apoorv, Kalra, Nithya, Narayan and Abhishek Singh (2014), “Numerical analysis of metal-composite hybrid joint subjected to static loading”, QuEST Born to Engineer, Lightweight Technology, 12 p.

Rudakov, K.N. and Shukaev, S.N. (2013), “Modelling of bolted connections from PCM in the program FEMAP/NX NASTRAN”, Visn. Nats. tekhn. un-ta Ukrayiny "Kyiv. politekhn. in-t". Seriya mashynobuduvannya [Journal of Mecanical Engineering of the National Technical University of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute"], no. 67, pp. 199–206. (In Russian)

Krivov G. A., Matvienko V. A, Rudko A. N., Rudakov K. N., Shukayev S. N., Negoda S. P. Modeling of bolt joints contains composites parts using program complex FEMAP/NASTRAN // Technological systems, 2013 - #1(62). – P. 90-102. (In Russian) http://technological-systems.com/images/journal/2013/files/ts62.pdf

Krivov G. A., Matvienko V. A., Rudko A. N., Vasylevskyi E. T., Romanovich G. N., Rudakov K. N., Shukayev S. N., Dobronravov A. A. Numerical study of stress-strain state of high-loaded joints of аirframe structural components // Technological systems, 2013 - #4(65). – P. 1-16 (In Russian) http://technological-systems.com/images/journal/2013/files/ts65.pdf

Rudakov, K.N. and Shandura, A.S. (2015), “Numeral Ground of Application of mixed 3D-Modeley Composites at Computations of Bolted Joints”, Visn. Nats. tekhn. un-ta Ukrayiny "Kyiv. politekhn. in-t". Seriya mashynobuduvannya, no. 2(74), pp. 67–76. (In Ukrainian)

Rudakov, K.N. and Dobronravov, A.A. (2013), “About Influence of Size of a Backlash Between a Bolt and the Hole on the Tension Condition of a Bolt of the Single-Shear Bolted Joint in a "Shearing" Zone”, Visn. Nats. tekhn. un-ta Ukrayiny "Kyiv. politekhn. in-t". Seriya mashynobuduvannya, no. 3(69), pp. 62–71. (In Ukrainian)

Dyfuchyn, Y.N. and Rudakov, K.N. (2016), “Numerical Modelling of Bolted Joints from Composite. The Message 1. Creation of the Mixed 3D-Models”, Visn. Nats. tekhn. un-ta Ukrayiny "Kyiv. politekhn. in-t". Seriya mashynobuduvannya, no. 2(77), pp. 100–107. (In Ukrainian)

Lawlor, V.P., Stanley, W.F. and McCarthy, M.A. (2002), “Characterisation of damage development in single-shear bolted composite joints”, Journal of Plastics, Rubber and Composites. The Institute of Materials, London, UK, vol. 31, no. 3, pp. 126–133.

Pejgano, N.J. (ed) (1993), “Mezhslojnye jeffekty v kompozitnyh materialah” [Interlaminar Response of Composite Materials], Translated by, Mir, Moscow, 346 p. (In Russian)

Garbo, S.P. and Ogonowski, J.M. (1981), “Effect of Variances and Manufacturing Tolerances on the Design Strength and Life of Mechanically Fastened Composite Joints. Volume I – Methodology Development and Data Evaluation”. McDonnell Douglas Corporation.

Kucher, N.K., Zarazovskij, M.N. and Danil'chuk, E.L. (2012), “Deformirovanie i prochnost' sloistyh ugleplastikov pri staticheskom termomehanicheskom nagruzhenii” [Deformation and strength of laminated carbon-fiber-reinforced plastics under a static thermomechanical loading], Mehanika kompozitnyh materialov, vol. 48, no. 6, pp. 963–980. (In Russian)

Lepihin P.P. Metody i rezul'taty analiza naprjazhenno-deformirovannogo sostojanija i prochnosti mnogoslojnyh tolstostennyh anizotropnyh cilindrov pri dinamicheskom nagruzhenii (obzor). Soobshhenie 3. Fenomenologicheskie kriterii prochnosti / P.P. Lepihin, V.A. Romashhenko // Problemy prochnosti, 2013. – №3. – C.24–41. (In Russian).Broughton, W.R., Crocker, L.E. and Gower M.R.L. (2002), “Design Requirements for Bonded and Bolted Composite Structures”. NPL Report MATC (A) 65, 50 p.

Tsai, S.W. and Wu, E.M. (1971), “A General Theory of Strength for Anisotropic Materials”, Journal of Composite Materials, vol. 5, pp. 58–80.

Whitney, J.M. and Nuismer, R.J., (1974), “Stress Fracture Criteria for Laminated Composite Containing Stress Concentrations”, Journal of Composite Materials, vol. 8, pp 253–264.

Kollar, G.S. and Springer, L.P. (2003), “Mechanics of composite structures”. Cambridge: Cambridge University Press, 480 p.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.



КОНТАКТЫСОБЫТИЯ ПРАВОВАЯ ИНФОРМАЦИЯ
ул. Кирилловская, 19-21, Киев, 04080, Украина Тел./факс: +3 8 (044) 455-93-92 Е-mail: iiii@ukrniat.com, ukrniat@ukrniat.com 
  • Новый выпуск журнала Технологические системы № 1 2018
  • Размещение журнала в IndexCopernicus
  • Рабочие встречи ГП АНТОНОВ и Азербайджанской стороны

 

Некоммерческое использование материалов сайта technological-systems.com.ua (в том числе цитирование и сокращенное изложение) разрешается при условии размещения прямой ссылки на цитируемый материал или на главную страницу technological-systems.com.ua. Любое коммерческое использование, а также перепечатка материалов возможны только с письменного разрешения редакции.