Разработка и верификация математической многомасштабной модели многослойного композита с учетом закритического деформирования и прогрессирующего разрушения (2013 г.)
Область компетенции:
Отрасли промышленности:
|
|
Ключевые слова | композитная структура, удар, магистральный самолет МС-21, прогрессирующее разрушение |
Программное обеспечение | NX CAD, ANSYS, LS-DYNA, SIMULIA/Abaqus, NX Advanced Simulation |
Период проведения | 2013 г. |
В 2012 г. сотрудниками лаборатории "Вычислительная механика" (CompMechLab®) НИУ СПбГПУ была выполнена НИОКР для ОАО "Корпорация "Иркут" по теме "Разработка методик многоуровневых конечно-элементных расчетов прочности элементов конструкции самолета МС-21". В рамках темы был выполнен следующий этап работ: "Разработка и верификация математической расчетной модели многослойного композита с учетом прогрессирующего разрушения для элементов конструкции самолета МС-21".
К 2016 году ОАО "Корпорация "Иркут" совместно с ОКБ им. А. С. Яковлева планирует создать семейство ближне-среднемагистральных пассажирских самолетов МС-21, имеющих широкие эксплуатационные возможности и ориентированных на российский и мировой рынок гражданских воздушных судов. В ряду особенностей конструкции самолетов будет активное использование композиционных материалов.
|
Типичные образцы |
Одной из ключевых задач в рамках расчета композитных элементов конструкции является разработка перспективной расчетной методики на основе современных средств компьютерного моделирования. Принципиально важным этапом в этой связи является корректный учет поведения композитного материала при высоких уровнях нагрузок, в том числе закритических, приводящих к потере их несущей способности и разрушению. Наиболее перспективным подходом при этом является применение современных моделей прогрессирующего разрушения.
В рамках проведенных работ по созданию методики расчета композитных панелей была разработана и внедрена математическая модель прогрессирующего разрушения. Проведены многовариантные верификационные конечно-элементные расчеты для серии испытательных образцов. Полученные численные результаты показали хорошее соответствие с данными эксперимента.
Оценка прочности композитного образца на разрушение при растяжении
Рассматривается композитный образец: 32 слоя.
Используется 2 материала: стеклопластик и углепластик.
Используется разномодульный ортотропный материал слоя.
Накопление повреждаемости в матрице композитного образца | Диаграмма разрушения образца |
Оценка прочности композитного образца с отверстием на разрушение при растяжении
Рассматривается композитный образец: 7 слоев.
Используется разномодульный ортотропный материал слоя.
Накопление повреждаемости в матрице композитного образца |
Диаграмма разрушения образца |