|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
ТОПОЛОГИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ДЛЯ ОЦЕНКИ ОСТАТОЧНОЙ ПРОЧНОСТИ КОМПОЗИТНОЙ КОНСТРУКЦИОННОЙ ПАНЕЛИ ПОСЛЕ НИЗКОСКОРОСТНОГО УДАРАтезисы доклада Тезисы
- Авторы: ФЕДОРЕНКО А.Н., ФЕДУЛОВ Б.Н., ДУБИНСКИЙ С.В.
- Сборник: Математическое моделирование в естественных науках. Тез. XXIX Всерос. школы-конф
- Тезисы
- Год издания: 2020
- Место издания: ПНИПУ Пермь
- Первая страница: 127
- Аннотация: Анализ остаточной прочности конструкции из композитных материалов после низкоскоростного удара играет важную роль в проектировании. Процедуры сертификации гражданских самолетов требуют демонстрации достаточной остаточной прочности конструкции после типовых ударов, соответствующих происшествиям в их жизненном цикле, таким как падение инструментов, града или обломков со взлетно-посадочной полосы. Кроме того, необходимость обоснования отсутствия роста подобных ударных дефектов при воздействии эксплуатационных нагрузок приводит к завышению запаса прочности и значительному снижению весовой эффективности. Сжатие после удара является распространенным испытанием для оценки сопротивляемости композитов к повреждениям. Из-за высокой стоимости натурных испытаний крупногабаритных конструкций, актуальной проблемой является разработка надежных методов моделирования.В представленном исследовании предложен численный метод для консервативной оценки остаточной прочности без прямого моделирования удара. Идея метода основана на поиске наихудшего случая распределения повреждений в слоях композита с использованием оптимизационного алгоритма. Метод основан на рассмотрении области материала, внутри которой осуществляется процедура оптимизации с целью определения распределения повреждений, соответствующих минимально возможной жесткости. Экспериментальная статистика о возможной геометрии дефекта после удара, распределении повреждений по толщине, проявлениях различных форм повреждений позволяет ввести ограничения на возможную конфигурацию повреждений в оптимизационную задачу и снизить консерватизм предлагаемого метода. Предлагаемая формализация близка к постановке задачи топологической оптимизации, но с противоположной целью получения состояния минимальной жесткости поврежденной области.Для демонстрации всех этапов метода и оценки его эффективности рассмотрен пример конструкции авиационной трехстрингерной композитной панели из слоистого композита. Удар с внешней стороны на обшивку панели приводит к повреждению всех трех силовых элементов конструкции: обшивки, стрингеров и расположенного между ними уплотнительного жгута. Неразрушающий контроль и оптическая микроскопия используются для оценки размеров и распределения повреждений в образовавшемся ударном дефекте для выбора объема в модели, по которому осуществляется топологическая оптимизация.
- Добавил в систему: Федулов Борис Никитович