Нелинейное деформирование и несущая способность четырехугольных композитных панелей

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследовано закритическое деформирование четырехугольных многослойных композитных панелей с учетом геометрической нелинейности при прогибах, соизмеримых с толщиной пластины. Решение задачи на собственные значения и собственный вектор осуществляется в перемещениях методом Релея–Ритца. Найдены зависимости амплитуды прогиба от контурных усилий, получены основные соотношения для оценки напряженно-деформированного состояния композитных четырехугольных панелей с произвольными граничными условиями после потери устойчивости при сжатии и сдвиге. На основании критериев прочности анизотропных материалов определены разрушающие усилия после потери устойчивости.

Об авторах

Н. С. Азиков

Институт машиноведения им. А. А. Благонравова РАН

Email: allzin@yandex.ru
Россия, Москва

А. В. Зинин

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)

Автор, ответственный за переписку.
Email: allzin@yandex.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Ганиев Р. Ф., Глазунов В. А. Актуальные проблемы машиноведения и пути их решения // Инженерный журнал. 2015. № S11. С. 1.
  2. Васильев В. В. Механика конструкций из композиционных материалов. М.: Машиностроение, 1988. 270 с.
  3. Turvey G., Marshall I. Buckling and postbuckling of composite plates. Netherlands: Springer Science+Business Media Dordrecht, 1995. 402 p.
  4. Xu J., Zhao Q., Qiao P. A critical review on buckling and post-buckling analysis of composite structures // Frontiers in Aerospace Engineering. 2013. V. 2 (3). P. 157.
  5. Ganiev R. F. Fundamental and Applied Problems of Nonlinear Wave Mechanics and Engineering: Groundbreaking Wave Technologies and Wave Engineering // J. of Mach. Manuf. and Reliab. 2019. V. 48. № 6. P. 477.
  6. Азиков Н. С., Зинин А. В., Гайдаржи Ю. В., Сайфуллин И. Ш. Прочность при закритическом деформировании косоугольных композиционных панелей // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2021. № 5. С. 62.
  7. Gupta A., Patel B., Nath Y. Postbuckling response of composite laminated plates with evolving damage // Int. J. of Damage Mechanics. 2014. V. 23 (2). P. 222.
  8. Азиков Н. С., Зинин А. В. Анализ свободных колебаний скошенной ортотропной композитной панели // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2022. № 5. С. 27.
  9. Azikov N., Zinin A., Gaidarzhi Y. Buckling and free vibration analysis of skew shallow composite panel // AIP Conf. Proceedings. 2023. V. 2507 (1): 040013. https://doi.org/10.1063/5.0109355
  10. Liu L., Guan Z. Influence of Fillers on the Post-buckling Behavior of the Hat-Stiffened Composite Panels // Int. J. of Aeronautical and Space Sciences. 2023. V. 424 (5). P. 00607–2. https://doi.org/10.1007/s42405-023-00607-2
  11. Сухотерин М. В., Барышников С. О., Потехина Е. В. О расчетах пластин по сдвиговым теориям // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С. О. Макарова. 2015. № 2 (30). С. 81.
  12. Haldar S., Pal S., Kalita K., Sagunthala R. Free vibration of skew laminates – a brief review and some benchmark results // Int. J. of Maritime Engineering. 2019. V. 161. Part A4. P. 357.
  13. Cen S., Shang Y. Developments of Mindlin-Reissner Plate Elements // Mathematical Problems in Engineering. 2015. V. 1. P. 1.
  14. Nguyen T., Thai C., Nguyen-Xuan H. On the general framework of high order shear deformation theories for composite plate structures: a novel unified approach // Int. J. of Mechanical Sciences. 2016. V. 110 (242). P. 55.
  15. Shabanijafroudi N., Jazouli S., Ganesan R. Effect of rotational restraints on the stability of curved composite panels under shear loading // Acta Mechanica. 2020. V. 231. P. 1805. https://doi.org/10.1007/s00707-020-02620-y
  16. Chen Q., Qiao P. Buckling and postbuckling of rotationally-restrained composite plates under shear // Thin-Walled Structures. 2021. V. 161. 107435.
  17. Oliveri V., Milazzo A. A. Rayleigh-Ritz approach for postbuckling analysis of variable angle tow composite stiffened panels // Computers & Structures. 2018. V. 196. P. 263.
  18. Yas M. H., Bayat A., Kamarian S. et al. Buckling Analysis and Design Optimization of Trapezoidal Composite Plates under Hygrothermal Environments // Composite Structures. 2023. V. 315 (3). 116935.
  19. Shufrin I., Rabinovitch O., Eisenberge M. A semi-analytical approach for the geometrically nonlinear analysis of trapezoidal plates // Int. J. of Mechanical Sciences. 2010. V. 52 (12). P. 1588.
  20. Watts G., Kumar R., Patel S. N., Singh S. Dynamic instability of trapezoidal composite plates under non-uniform compression using moving kriging based meshfree method // Thin-Walled Structures. 2021. V. 164. 107766.
  21. Daripa R., Singha M. K. Influence of corner stresses on the stability characteristics of composite skew plates // Int. J. of Non-Linear Mechanics. 2009. V. 44 (2). P. 138.
  22. Kumar A., Singha M., Tiwari V. Nonlinear bending and vibration analyses of quadrilateral composite plates // Thin-Walled Structures. 2017. V. 113. P. 170.
  23. Лурье А. И. Теория упругости. М.: Наука, 1970. 940 с.
  24. Маделунг Э. Математический аппарат физики. М.: Наука, 1968. 620 с.
  25. Azikov N. S., Zinin A. V. A Destruction Model for an Anisogrid Composite Structure // J. of Mach. Manuf. and Reliab. 2018. V. 47. № 5. P. 427.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Геометрические параметры и системы координат панели и элементарного композитного слоя.

Скачать (103KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Расчетные значения критических Tξ* (а) и предельных усилий Tξразр (б) при сжатии: 1 – шарнирное закрепление; 2 – смешанное закрепление.

Скачать (85KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Влияние схемы закрепления панели на величину критических Tξ* – (1) и разрушающих Tξразр – (2) нагрузок при сдвиге: (а) – шарнирное опирание; (б) – смешанное опирание.

Скачать (91KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Сравнение предельных усилий при сжатии 1 и сдвиге 2 по критерию сплошности материала: (а) – шарнирное опирание; (б) – смешанное опирание.

Скачать (91KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024