АЛГОРИТМ РАСЧЕТА НАКОПЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕНИЯ НА ПРИМЕРЕ СТЫКА КРЫЛА С ЦЕНТРОПЛАНОМ | Механика | композиционных | материалов и конструкций

АЛГОРИТМ РАСЧЕТА НАКОПЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕНИЯ НА ПРИМЕРЕ СТЫКА КРЫЛА С ЦЕНТРОПЛАНОМ

,

Аннотация:

В настоящее время одним из наиболее часто встречающихся в композитах микродефектов являются трещины в трансверсальных слоях этих материалов. Также происходит снижения модуля упругости и модуля сдвига композитных материалов при растрескивании трансверсальных слоев. Одними из самых опасных мест возникновения усталостных повреждений в конструкциях являются концентраторы напряжений: стыки, зоны отверстий под люки в крыле. В данной работе исследуется накполение повреждений в зоне стыка консоли крыла с центропланом летательного аппарата с учетом усталостной долговечности. Предлагается алгоритм расчета накполения повреждений на примере этой зоны. В ходе работы используется микромеханический подход, являющийся наиболее эффективным для описания накопления повреждений. Предварительно решается задача об оптимизации по определению рациональной зоны узла стыка. После определения рациональной длины зоны стыка проектируется стыковой узел. Затем определяется напряженно-деформируемое состояние конструкции. Далее определяются зоны и типы трещин. В расчетах принималось, что растрескивание происходит в поперечном направлении между волокнами. В зоне трещины поврежденный слой разгружается, а соседние слои, следовательно, догружаются. В результате данного исследования был получен алгоритм, учитывающий влияние текущего напряженного состояния на процесс деградации механических свойств. Проведен также аналитический расчет на примере узла стыка консоли крыла с центропланом самолета. Получены изменения модуля упругости и модуля сдвига для композитной структуры в зависимости от числа циклов. Также показана зависимость жесткости в композитной структуре с учетом длины межслоевой трещины. Алгоритм, полученный в данной работе, планируется использовать для прогноза изменения различных структур композитных материалов в зависимости от поврежденности при действии циклической нагрузки.

5