Влияние материала полосы и схемы укладки слоев композиционного материала на коэффициент концентрации напряжений в полосе с отверстием при ее растяжении

Abstract

В настоящее время наметилась тенденция увеличения доли применения композиционных материалов в конструкциях современной аэрокосмической техники. Опыт эксплуатации ответственных конструкций авиакосмической техники из полимерных композиционных материалов показал, что их применение взамен конструкций из металлических сплавов обеспечивает снижение массы конструкции до 30–50 %, повышение ресурса – в 2–5 раз, снижение трудоемкости изготовления на 20– 40 % и материалоемкости – до 50 %. Применение композиционных материалов в конструкции объектов авиационной техники требует разработки и применения методов оценки их статической и усталостной прочности. Исследовано влияние материала полосы и схемы укладки слоев композиционного материала на распределение нормальных напряжений и коэффициент концентрации напряжений в полосе с отверстием при В/d=6 в условиях одноосного растяжения.

Нині накреслилася тенденція збільшення частки застосування композиційних матеріалів у конструкціях сучасної аерокосмічної техніки. Досвід експлуатації відповідальних конструкцій авіакосмічної техніки з композиційних полімерних матеріалів показав, що їх застосування замість конструкцій з металевих сплавів забезпечує зниження маси конструкції до 30…50 %, підвищення ресурсу - в 2–5 разів, зниження трудомісткості виготовлення на 20…40 % і матеріаломісткості - до 50 %. Застосування композиційних матеріалів у конструкції об'єктів авіаційної техніки потребує розроблення та застосування методів оцінювання їх статичної та втомної міцності. Досліджено вплив матеріалу смуги та схеми укладання шарів композиційного матеріалу на розподіл нормальних напружень та коефіцієнт концентрації напружень у смузі з отвором при В/d = 6 в умовах одновісного розтягування.

At present, there is a tendency to increase percentage of the use of composite materials in the structures of modern aerospace technology. Experience in the operation of critical structures of aerospace engineering made of polymer composite materials has shown that their application instead of structures made of metal alloys provides a reduction in the mass of the structure by up to 30–50%, an increase in the service life by 2–5 times, a decrease in the labor intensity of manufacturing by 20– 40% and material consumption - up to 50 %. Application of composite materials in the construction of aircrafts requires the development and application of methods for analysis their static and fatigue strength. The influence of the plate material and composite material plies stack-up sequence on the distribution of normal stresses and the stress concentration factor in the plate with a hole at B/d=6 under uniaxial tension has been studied.