Двухуровневый подход к исследованию концентрации напряжений в композитных пластинах с отверстиями

Abstract

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.02.09 – динамика и прочность машин. – Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", Министерство образования и науки Украины, Харьков, 2016. Диссертация посвящена исследованию концентрации напряжений в композитных пластинах с отверстиями на двух уровнях. В ходе численного исследования напряженного состояния представительской ячейки были определены эффективные упругие свойства разных типов армированного композита. В работе разработаны подходы, методы и модели для исследования неравномерности напряжений, распространяющихся в пределах периодически повторяющейся представительской ячейки армированного композита. Изложен новый подход к определению микроконцентрации напряжений с учетом значений макроконцентрации напряжений для разных типов армированных волокнистых пластин, ослабленных отверстиями. Альтернативой аналитическим решениям является использование численных методов, которые с помощью современной вычислительной техники позволяют обеспечить приемлемую точность определения напряженного состояния на микро- и макроуровне. Проведены экспериментальные исследования деформированного состояния пластин с одним и несколькими круговыми отверстиями, на основе которых рассчитаны коэффициенты макроконцентрации напряжений. В работе пластинки из стеклопластика марки СТЭФ-1 исследованы с помощью метода тензометрии при равномерном растяжении пластин. Результаты, полученные экспериментально, сопоставлены с аналитическими и МКЭ.Thesis for granting the Degree of Candidate of Technical sciences in speciality 05.02.09 – Dynamics and strength of machines. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", 2016. The thesis deals with the research of the effective characteristics of composites by means of ANSYS software package. As a part of the numeric study of the stressed condition of a representative cell, the effective elastic properties of different types of reinforced composite were defined. The approaches, methods and models for the investigation of stress distribution nonuniformity within the boundaries of a periodically recurring representative cell of reinforced composite were developed. The new approach to the value of stress micro concentration is given with the consideration of the values of stress micro concentration for different types of holeweakened fiberreinforced plates. Holed STEF-1 glassfiber plastic plates were investigated in this research by means of strain gage method under uniform extension. The obtained experimentally results were compared with analytical results and finite element method.