УДК:519.63:681.51:539.5
2017
Страницы: 391-404

КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КОНЦЕНТРАТОРА НАПРЯЖЕНИЙ НА ДЕФОРМИРОВАНИЕ ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ

Аннотация:

В работе исследуется упругопластическая среда из неоднородного сплошного материала, состоящего из двух компонент: армирующих элементов и матрицы (или связующего), которая обеспечивает совместную работу армирующих элементов. На основе асимптотических методов расчета композитных материалов с учетом внутренней структуры определяются эффективные механические параметры волокнистого композита, что позволяет привести неоднородную среду к однородной с различными механическими параметрами по оси изотропии и плоскости изотропии. Для решения задачи физически нелинейного деформирования волокнистых композитов применяется упрощенная теория малых упругопластических деформаций для трансверсально-изотропной среды, предложенная проф. Б.Е. Победрей, что позволяет применить теорию малых упругопластических деформаций к решению прикладных задач. Решение упругопластической задачи выполняется на основе итерационного процесса метода упругих решений А.А.Ильюшина и МКЭ. Известно, что наличие концентратора напряжений в конструкциях ведет к значительному искажению картины распределения напряжений. В окрестностях отверстия наблюдается повышенное напряжение. На основе разработанной компьютерной модели расчета физически нелинейного деформирования волокнистых композитных материалов с концентраторами напряжений проведен вычислительный эксперимент. Изучено напряженно-деформированное состояние пластины, ослабленной сквозным отверстием в форме эллиптического цилиндра и горизонтальной прямолинейной трещиной. Исследовано влияние формы отверстий на формирование зон пластических деформаций в конструкциях из волокнистых материалов. Определено месторасположение зон с максимальными касательными напряжениями, которые могут привести к отрыву волокна от матрицы. Исследуется процесс уменьшения напряжений за счет изменения формы контура при минимально искаженном напряженном состоянии. Изучено влияние дополнительных круглых отверстий на напряженно-деформированное состояние пластины. Установлено, что если в конструктивном отношении на расстоянии одного диаметра от первого отверстия установить второе, то оно вызывает разгрузку пластины в окрестностях этих концентраторов напряжений. Таким образом, путем конструктивных изменений достигается улучшения в распределении напряжений и, как следствие, усиливается прочность конструкций.

6

Ссылка:

КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КОНЦЕНТРАТОРА НАПРЯЖЕНИЙ НА ДЕФОРМИРОВАНИЕ ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ // Механика композиционных материалов и конструкций - 2017 - Том 23 - №3 - c: 391-404
Уважаемые авторы! В связи с включением журнала «Механика композиционных материалов и конструкций» в базу данных Russian Science Citation Index (RSCI) на платформе
125040, Россия, Москва, Ленинградский пр., 7
+7 495 946-18-06, mkmk@iam.ras.ru