Наукові конференції України, Інновації молоді в машинобудуванні 2019

Розмір шрифту: 
Коефіцієнт концентрації напружень у контактуючого з болтом навантаженого отвору в моношарі ортотропного композиційного матеріалу
С. А. Бабієнко, Ю. М. Дифучин, К. М. Рудаков

Остання редакція: 2019-05-13

Анотація


У роботі було розглянуто проблему визначення коефіцієнта концентрації напружень у контактуючому з болтом отвору (ККНк) в ослабленому перетині пластини з моношару ортотропного композиційного матеріалу.

Для прогнозування ККНк була запропонована формула на основі припущень про характер зміни зазначеного коефіцієнта залежно від діаметра отвору до ширини пластини, а також від наявності ортотропії в матеріалі пластини. Запропонована формула дозволяє отримувати результати без складних розрахунків контактних задач, використовуючи відомі апроксимації для ізотропного матеріалу й розв’язку Лехницького-Солдатова для розтягнутої ортотропної нескінченної пластини з вільним отвором.

Результати запропонованої формули були порівнянні з результатами чисельних розрахунків, проведених методом скінчених елементів контактних крайових задач, що показало її достатню точність у практичному застосуванні діапазона відношення діаметру отвору до ширини пластини.

Висновки.

1. Проблема визначення концентрації напружень у контактуючого з болтом ортотропної пластини не була вирішена достатньо точно і у вигляді простих формул, що була б важлива у практичному застосуванні.

2. Розглянуті відомі розв’язки De Jong, Echavarrı, які використовуються і в данний час, не є достатньо точними при граничному переході до (квазі)ізотроного матеріалу.

3. Запропонована проста формула прогнозування коефіцієнта концентрації напружень в ослабленому перетині ортотропной пластини у отворі, навантаженого болтом, дає, в порівнянні з результатами скінчено-елементного моделювання, добре наближення в важливому, з практичної точки зору, діапазоні зміни співвідношення діаметру отвору до ширини пластини. Отримання більш точних значень ККНк вимагає застосування методу скінченних елементів або побудови уточнюючої теорії.


Ключові слова


коефіцієнт концентрації напружень; 2D-ортотропія; скінчено-елементні розв’язки.