Концентрація напружень біля отвору, що контактує з жорстким циліндром, в композитній пластині, з урахуванням бічних зазорів
Проблематика. При проектуванні болтових з'єднань (БЗ) необхідно, зокрема, проводити їхні перевірочні розрахунки на міцність. При цьому бажано застосовувати експрес-аналіз: розрахунки по простих формулах достатньої точності. Для БЗ пластин із шаруватих полімерних композиційних матеріалів (ПКМ)...
| Main Authors: | , , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute
2021-11-01
|
| Series: | Mechanics and Advanced Technologies |
| Subjects: | |
| Online Access: | http://journal.mmi.kpi.ua/article/view/243744 |
| Summary: | Проблематика. При проектуванні болтових з'єднань (БЗ) необхідно, зокрема, проводити їхні перевірочні розрахунки на міцність. При цьому бажано застосовувати експрес-аналіз: розрахунки по простих формулах достатньої точності. Для БЗ пластин із шаруватих полімерних композиційних матеріалів (ПКМ) проблема ще не вирішена.
Мета дослідження. Провести перевірку точності трьох відомих формул експрес-розрахунку величини коефіцієнта концентрації напружень (ККН) при контакті отвору з жорстким циліндром (болтом), на контрастних прикладах матеріалів та схем армування пластини із ПКМ, з урахуванням можливих бічних зазорів болт/отвір в практично актуальному діапазоні: від нульового до 1% від діаметра.
Методика реалізації. Були проведені чисельні розрахунки із застосуванням методу скінченних елементів (контактна задача) для БЗ пластини із шаруватого ПКМ. Передбачалася 3D-ортотропія кожного моношару. Перевірялися три прості формули експрес-аналізу. Результати зведені в таблиці, наведені ілюстрації.
Результати дослідження. Отримано числові оцінки, що характеризують ступінь впливу на концентрацію напружень на поверхні отвору характеристик матеріалу, схеми армування й величин зазору болт/отвір в пластині із шаруватого ПКМ, а також точність розглянутих формул.
Висновки. Зміна матеріалу й схеми армування шаруватого ПКМ призводить до істотної зміни значень максимальних напружень та ККН у навантаженого болтом отвору в ослабленому отвором перетині пластини, а розглянуті формули експрес-аналізу мають недостатню точність для контрастних випадків матеріалів і схем армування пластини. Зміна величини зазору болт/отвір в діапазоні від нуля до 1% від діаметра призводить до відносно невеликих змін ККН: до 10% максимум. Необхідні додаткові дослідження.
|
|---|---|
| ISSN: | 2521-1943 2522-4255 |