Влияние структуры многослойного композиционного материала на деградацию жесткостных характеристик конструкции летательного аппарата

Авторы

Акулин П. В.^*, Гаврилов Г. А.^**

ПАО «ОАК» – ОКБ Сухого, ул. Поликарпова, д. 23А, а/я 483, Москва, 125284, Россия

*e-mail: plus-orange@yandex.ru
**e-mail: gg1986@mail.ru

Аннотация

Исследуется деградация жесткостных характеристик гибкого элемента каркаса планера летательного аппарата. В ходе эксперимента консольному изгибу подвергался гибкий элемент из композиционного материала с жестким нагружением свободного торца. Получены значения остаточных деформаций для конструкций с различной укладкой слоев. Остаточные деформации свидетельствуют о деградации жесткостных характеристик гибкого элемента, что, в свою очередь, влияет на прочность и долговечность конструкции.

Ключевые слова:

деградация свойств пакета конструкции, накопление повреждений в структуре гибких элементов планера, слоистые композиты, трансверсальное растрескивание

Библиографический список

1. Рейфснайдер К. Повреждение конструкций из композитов в процессе эксплуатации // Вып. 44. Прикладная механика композитов: Сб. статей 1986-1988 гг. / Пер. с англ. Н.П. Жмудя, В.Л. Кулакова; Под ред. Ю.М. Тар- нопольского. — М.: Мир, 1989. — 357 с.

2. Кривородов В.С., Лексовский А.М. Энергоемкость процесса разрушения и прочность композиционных материалов // Механика композитных материалов. 1987. № 6. C. 999–1006.

3. Highsmith A.L., Reifsnider K.L. Stiffness-Reduction Mechanisms in Composite Laminates // In: Reifsnider K.L. (ed.) Damage in Composite materials: Basic mechanisms, accumulation, tolerance, and characterization (A83-14551 03-24), Philadelphia, PA, American Society for Testing and Materials, 1982, pp. 103-117. DOI: 10.1520/STP34323S

4. Johnson W.S. Mechanisms of fatigue damage in boron/aluminium composites. Technical Memorandum NASA- TM-81926 19810007619, 1980, 60 p.

5. Luat D.C., Lurie S.A., Dudchenko A.A. Modeling of degradation of the composite properties on cracking and delamination when subjected to static and cycling loading . // Composites: Mechanics, Computations, Applications: An International Journal. 2010. Vol. 1. No. 4, pp. 315-331. DOI: 10.1615/CompMechComputApplIntJ.v1.i4.20

6. Дудченко А.А., Лурье С.А. Моделирование процессов роста поврежденности и деградации механических свойств слоистых композитов. – М.: Изд-во МАИ, 2019. С. 60–61.

7. Dudchenko A.A., Lurie S.A., Halim K. Multiscale modeling on damage mechanics of laminated composite materials // CDCM 2006 – Conference on Damage in Composite Materials (18-19 September 2006; Stuttgart, Germany), pp. 23-26.

8. Ванин Г.А. Микромеханика композиционных материалов. – Киев: Наукова думка, 1985. – 302 с.

9. Малмейстер А.К., Тамуж В.П., Тетерс Г.А. Сопротивле ние полимерных и композитных материалов. – 3-е изд., перераб. и доп. – Рига: Зинатне, 1980. – 571 с.

10. Волков С.Д., Ставров В.П. Статистическая механика композитных материалов. – Минск: Изд-во БГУ, 1978. – 206 с.

11. Lurie S.A. On the entropy damage accumulation model of composite materials // Proc. of workshop on computer synthesis structure and properties of advanced composites – Russia-US, Institute of Applied Mechanics; 1994, рр. 6-18.

12. Канаун С.К., Чудновский А.И. О квазихрупком разрушении // Механика твердого тела. 1970. № 3. С. 185–186.

13. Киялбаев Д.А., Чудновский А.И. О разрушении деформируемых тел // Прикладная механика и техническая физика. 1970. № 3. С. 105–110.

14. Soborejo A.B.O. Use of entropy principles in estimating reliability functions for creep rupture characteristics of engineering materials al high temperatures // International Conference on the Strength of Metals and Alloys (4-8 September 1967; Tokyo), pp. 252-256.

15. Мовчан А.А. Микромеханический подход к проблеме описания накопления анизотропных рассеянных повреждений // Механика твердого тела. 1990. № 3. С. 115–123.

16. Мовчан А.А. Проблема прочности тонкостенных конструкций. – М.: Изд-во МАИ, 1989. С. 20–24.

17. Тудупова А.Н., Стрижиус В.Е., Бобрович А.В. Расчетно- экспериментальная оценка ресурсных характеристик композитных панелей крыла самолета транспортной категории // Вестник Московского авиационного института. 2020. Т. 27. № 4. С. 21–29. DOI: 10.34759/ vst-2020-4-21-29

18. Бохоева Л.А., Курохтин В.Ю., Перевалов А.В., Рогов В.Е., Покровский А.М., Чермошенцева А.С. Испытания элементов конструкций и узлов вертолета на усталостную прочность // Вестник Московского авиационного института. 2017. Т. 24. № 1. С. 7–16.

19. Алешин Н.П., Григорьев М.В., Щипаков Н.А. Современное оборудование и технологии неразрушающего контроля ПКМ // Инженерный вестник. 2015. № 1. С. 533–538.

20. Мурашов В.В., Румянцев А.Ф. Дефекты монолитных деталей и многослойных конструкций из полимерных композиционных материалов и методы их выявления. Ч. 2. Методы выявления дефектов монолитных деталей и многослойных конструкций из полимерных композиционных материалов // Контроль. Диагностика. 2007. № 5. С. 31–42.