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 |
| _version_ | 1818494069823766528 |
|---|---|
| author | Костянтин Миколайович Рудаков Юрій Дифучин Тимур Бахтоваршоєв |
| author_facet | Костянтин Миколайович Рудаков Юрій Дифучин Тимур Бахтоваршоєв |
| author_sort | Костянтин Миколайович Рудаков |
| collection | DOAJ |
| description |
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.
|
| first_indexed | 2024-12-10T18:01:51Z |
| format | Article |
| id | doaj.art-ee044707576246d3aad5e5480ff1d072 |
| institution | Directory Open Access Journal |
| issn | 2521-1943 2522-4255 |
| language | English |
| last_indexed | 2024-12-10T18:01:51Z |
| publishDate | 2021-11-01 |
| publisher | Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute |
| record_format | Article |
| series | Mechanics and Advanced Technologies |
| spelling | doaj.art-ee044707576246d3aad5e5480ff1d0722022-12-22T01:38:46ZengIgor Sikorsky Kyiv Polytechnic InstituteMechanics and Advanced Technologies2521-19432522-42552021-11-015210.20535/2521-1943.2021.5.2.243744Концентрація напружень біля отвору, що контактує з жорстким циліндром, в композитній пластині, з урахуванням бічних зазорівКостянтин Миколайович Рудаков0Юрій Дифучин1Тимур БахтоваршоєвНТУУ "КПІ ім. Ігоря Сікорського"КПІ ім. Ігоря Сікорського 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. http://journal.mmi.kpi.ua/article/view/243744болтове з'єднаннязазоркоефіцієнт концентрації напруженьполімерний композиційний матеріал |
| spellingShingle | Костянтин Миколайович Рудаков Юрій Дифучин Тимур Бахтоваршоєв Концентрація напружень біля отвору, що контактує з жорстким циліндром, в композитній пластині, з урахуванням бічних зазорів Mechanics and Advanced Technologies болтове з'єднання зазор коефіцієнт концентрації напружень полімерний композиційний матеріал |
| title | Концентрація напружень біля отвору, що контактує з жорстким циліндром, в композитній пластині, з урахуванням бічних зазорів |
| title_full | Концентрація напружень біля отвору, що контактує з жорстким циліндром, в композитній пластині, з урахуванням бічних зазорів |
| title_fullStr | Концентрація напружень біля отвору, що контактує з жорстким циліндром, в композитній пластині, з урахуванням бічних зазорів |
| title_full_unstemmed | Концентрація напружень біля отвору, що контактує з жорстким циліндром, в композитній пластині, з урахуванням бічних зазорів |
| title_short | Концентрація напружень біля отвору, що контактує з жорстким циліндром, в композитній пластині, з урахуванням бічних зазорів |
| title_sort | концентрація напружень біля отвору що контактує з жорстким циліндром в композитній пластині з урахуванням бічних зазорів |
| topic | болтове з'єднання зазор коефіцієнт концентрації напружень полімерний композиційний матеріал |
| url | http://journal.mmi.kpi.ua/article/view/243744 |
| work_keys_str_mv | AT kostântinmikolajovičrudakov koncentracíânapruženʹbílâotvoruŝokontaktuêzžorstkimcilíndromvkompozitníjplastinízurahuvannâmbíčnihzazorív AT ûríjdifučin koncentracíânapruženʹbílâotvoruŝokontaktuêzžorstkimcilíndromvkompozitníjplastinízurahuvannâmbíčnihzazorív AT timurbahtovaršoêv koncentracíânapruženʹbílâotvoruŝokontaktuêzžorstkimcilíndromvkompozitníjplastinízurahuvannâmbíčnihzazorív |