Исследование стойкости к ударным воздействиям многослойных композиционных конструкций с сотовым заполнителем

DOI: 10.34759/vst-2020-3-111-125

Авторы

Беззаметнов О. Н.^*, Митряйкин В. И.^**, Халиулин В. И.^***, Кротова Е. В.^****

Казанский национальный исследовательский технический университет имени А.Н. Туполева – КАИ, ул. Карла Маркса, 10, Казань, 420111, Россия

*e-mail: bezzametnovoleg@mail.ru
**e-mail: vmitryaykin@bk.ru
***e-mail: pla.kai@mail.ru
****e-mail: kati_mit@mail.ru

Аннотация

Целью данной работы является определение характеристик ударостойкости и живучести образцов сотовых панелей и фрагментов лопастей вертолета. Для ее достижения решались задачи, связанные с проектированием и изготовлением экспериментальных образцов, проведением ударных испытаний, а также исследованием характера и геометрических характеристик повреждений. Разработана методика определения стойкости к ударным воздействиям деталей летательных аппаратов из многослойных композиционных конструкций с сотовым заполнителем. Проведена оценка характера ударных повреждений фрагментов лопасти рулевого и несущего винтов методом рентгеновской компьютерной томографии.

Ключевые слова:

сотовые панели, композиционные материалы, многослойные конструкции, ударные воздействия, повреждения, неразрушающий контроль, компьютерная томография

Библиографический список

1. Каблов Е.Н. Авиационное материаловедение в XXI веке. Перспективы и задачи // Авиационные материалы. Избранные труды ВИАМ 1932-2002. – М.: Изд-во ВИАМ, 2002. С. 23-47.

2. Колосова А.С., Сокольская М.К., Виткалова И.А., Торлова А.С, Пикалов Е.С. Современные полимерные композиционные материалы и их применение // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2018. № 5 (ч. 1). С. 245-256.

3. Савин С.П. Применение современных полимерных композиционных материалов в конструкции планера самолётов семейства МС-21 // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2012. Т. 14. №4 (ч. 2). С. 686-693.

4. Баженов С.Л., Берлин А.А., Кульков А.А., Ошмян В.Т. Полимерные композиционные материалы: Научное издание. – Долгопрудный: ИД «Интеллект», 2010. – 352 с.

5. Bilisik K. Multiaxis three-dimensional weaving for composites: A review // Textile Research Journal. 2012. Vol. 82. No. 7, pp. 725-743. DOI: 10.1177/0040517511435013

6. Фегенбаум Ю.М., Дубинский С.В., Божевалов Д.Г., Соколов Ю.С., Метелкин Е.С., Миколайчук Ю.А., Шапкин В.С. Обеспечение прочности композитных авиационных конструкций с учетом случайных эксплуатационных ударных воздействий: Монография. – М.: Техносфера, 2018. – 506 с.

7. Серенсон С.В., Зайцев Г.П. Несущая способность тонкостенных конструкций из армированных пластиков с дефектами. – Киев: Наукова думка,1982. – 296 с.

8. Bezzametnov O.N., Mitryaykin V.I., Khaliulin V.I., Statsenko E.O. Investigation of Composite Materials Impact Damage by a Computer Tomography // Key Engineering Materials. 2019. Vol. 822, рp. 362–370. DOI: 10.4028/www.scientific.net/KEM.822.362

9. Колесников Ю.В., Морозов Е.М. Механика контактного разрушения. – М.: Изд-во ЛКИ, 2013. – 224 с.

10. Romano F., Di C.F., Mercurio U. Compression after Impact Analysis of Composite Panels and Equivalent Hole Method // Procedia Engineering. 2016. Vol. 167, pp. 182–189. DOI: 10.1016/j.proeng.2016.11.686

11. Singh H., Hazarika B.Ch., Dey S. Low velocity impact responses of functionally graded plates // Procedia Engineering. 2017. Vol. 173, pp. 264–270. DOI: 10.1016/j.proeng.2016.12.010

12. Kursun A., Senel M., Enginsoy H.M. Experimental and numerical analysis of low velocity impact on a preloaded composite plate // Advances in Engineering Software. 2015. Vol. 90, pp. 41–52. DOI: 10.1016/j.advengsoft.2015.06.010

13. Сидоров И.Н., Митряйкин В.И., Горелов А.В., Шабалин Л.П. Исследование прочности композитной лопасти несущего винта вертолета, имеющей ударные повреждения, по теории предельного равновесия // Журнал Средневолжского математического общества. 2019. Т. 21. № 3. С. 343-350. DOI: 10.15507/2079-6900.21.201903.343-352

14. Tan K.T., Watanabe N., Iwahori Y. Finite element model for compression after impact behaviour of stitched composites // Copmposites Part B: Engineering. 2015. Vol. 79, pp 53-60. DOI: 10.1016/j.compositesb.2015.04.022

15. Методы расчета оболочек: В 5-ти т. Т. 1. Теория тонких оболочек, ослабленных отверстиями / Под общ. ред. А. Н. Гузя. – Киев: Наукова думка, 1980. – 636 с.

16. Полянский В.В., Нестеров В.А. Оценка изменения надежности конструкции планера с механическими повреждениями // Вестник Московского авиационного института. 2009. Т. 16. № 5. С. 32-39.

17. Небелов Е.В., Потоцкий М.В., Родионов А.В., Горский А.Н. Механизм развития повреждений лопастей воздушного винта из композиционных материалов при воздействии поражающих элементов // Вестник Московского авиационного института. 2016. Т. 23. № 1. С. 26-31.

18. Беззаметнов О.Н., Митряйкин В.И., Халиулин В.И. Испытания низкоскоростным ударом различных композиционных материалов // Вестник Московского авиационного института. 2019. Т. 26. № 4. С. 216-229. DOI: 10.34759/vst-2019-4-216-229

19. Крылов А.А., Москаев В.А. Методика проведения рентгеноскопического контроля и анализа технического состояния элементов конструкции воздушного судна с сотовым заполнителем // Вестник Московского авиационного института. 2019. Т. 26. № 2. С. 139-146.

20. ГОСТ Р 56809-2015. Композиты полимерные. Метод определения предела прочности на сжатие параллельно плоскости «сэндвич»-конструкций. – М.: Стандартинформ, 2016. – 16 с.