Оценка концентрации напряжений в композитной пластине при варьировании размеров отверстия

Рыбаков И.А.

Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск

Крюкова Я.С.

Новосибирский государственный технический университет; Сибирский научно-исследовательский институт авиации им. С.А. Чаплыгина, Новосибирск

Ключевые слова: полимерный композиционный материал АСМ 102, осреднённые упругие характеристики материала, классическая теория ламинатов, одноосное растяжение пластины с круговым отверстием, коэффициент концентрации напряжений, конечно-элементный анализ в ANSYS.

Аннотация. Численно методом конечных элементов исследовано напряжённо-деформированное состояние прямоугольной пластины из полимерного композиционного материала АСМ 102 с центральным круговым отверстием при одноосном растяжении. Рассмотрена схема армирования, близкая к квазиизотропной. Отношение диаметра отверстия к ширине пластины варьировалось от 0,2 до 0,67. Показано, что коэффициент концентрации напряжений монотонно возрастает с 3,4 до 6,9 вследствие ослабления сечения и влияния свободных кромок. Напряжения в слоях 0° примерно в 2,2 раза превышают осреднённые по пакету, что обосновывает необходимость послойной оценки прочности.