zldmЗаводская лаборатория. Диагностика материаловIndustrial laboratory. Diagnostics of materials1028-68612588-0187ООО «Издательство «ТЕСТ-ЗЛ»zldm-453Research ArticleМЕХАНИКА МАТЕРИАЛОВ: ПРОЧНОСТЬ, РЕСУРС, БЕЗОПАСНОСТЬMECHANICAL TESTING METHODSРасчетная оценка влияния краевых эффектов на свободной кромке отверстия на прочность слоистых композитовNumerical Estimation of the Impact of Edge Effects on Free Edges of the Hole on the Strength of Layered CompositesДударьковЮ. И.DudarkovYu. I.noemail@neicon.ruЛевченкоЕ. А.LevchenkoE. A.noemail@neicon.ruЛимонинМ. В.LimoninM. V.mikhail.limonin@tsagi.ruЦентральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ)Russian Federation2017010320178335964Copyright © Дударьков Ю.И., Левченко Е.А., Лимонин М.В., 20172017Дударьков Ю.И., Левченко Е.А., Лимонин М.В.Dudarkov Y.I., Levchenko E.A., Limonin M.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.zldm.ru/jour/article/view/453

The specific features of deformation of layered composites and problems of strength estimation attributed to them are considered. Here we focuse on the edge effect occurring on free edges of composite structures. The mechanism of the edge effect formation is considered in the case study of a composite plate with a circular hole loaded by pure shift. It is shown that the edge effects can be responsible for premature delamination of the composite package. The results of parametrical study of the edge effects are presented for 3D models of the plate. The assessment of influence of a stacking sequence of the composite package on the values of delaminating stresses is presented.

layered compositefree edgeedge effectdelaminationstrengthfinite element method (FEM)слоистый композитсвободная кромкакраевой эффектрасслоениепрочностьметод конечных элементов (МКЭ)ReferencesЧернышев С. Л. и др. Форсайт развития авиационной науки и технологий до 2030 года и на дальнейшую перспективу. - М.: ЦАГИ, 2014. С. 175 - 176.Чернышев С. Л. и др. Форсайт развития авиационной науки и технологий до 2030 года и на дальнейшую перспективу. - М.: ЦАГИ, 2014. С. 175 - 176.Pipes R. B., Pagano N. J. Interlaminar stresses in composite laminates under uniform axial extension / J. Composite Mater. 1970. Vol. 4. P. 538-548.Pipes R. B., Pagano N. J. Interlaminar stresses in composite laminates under uniform axial extension / J. Composite Mater. 1970. Vol. 4. P. 538-548.Pagano N. J., Pipes R. B. Some observations on the interlaminar strength of composite laminates / Int. J. Mech. Sci. 1973. Vol. 15. N 8. P. 679 -688.Pagano N. J., Pipes R. B. Some observations on the interlaminar strength of composite laminates / Int. J. Mech. Sci. 1973. Vol. 15. N 8. P. 679 -688.Граймс Г. K., Грейман Ф. Г. Расчет концентраторов, кромочных эффектов и соединений / Композиционные материалы. Т. 8. Ч. 2. Анализ и проектирование конструкций / Пер с англ.; под ред. Ю. М. Тарнопольского - М.: Машиностроение, 1978. С. 157 - 165.Граймс Г. K., Грейман Ф. Г. Расчет концентраторов, кромочных эффектов и соединений / Композиционные материалы. Т. 8. Ч. 2. Анализ и проектирование конструкций / Пер с англ.; под ред. Ю. М. Тарнопольского - М.: Машиностроение, 1978. С. 157 - 165.Bjeletich J. G., Crossman F. W., Warren W. J. The influence of stacking sequence on failure modes in quasi-isotropic graphite-epoxy laminates / Failure Modes in Composites IV. AIME. 1977. - 118 p.Bjeletich J. G., Crossman F. W., Warren W. J. The influence of stacking sequence on failure modes in quasi-isotropic graphite-epoxy laminates / Failure Modes in Composites IV. AIME. 1977. - 118 p.Михайлов С. Е. О краевом эффекте в слоистых композитах / Механика композитных материалов. 1981. № 2. С. 227 - 233.Михайлов С. Е. О краевом эффекте в слоистых композитах / Механика композитных материалов. 1981. № 2. С. 227 - 233.Baker A., Dutton S., Kelly D. Composite Materials for Aircraft Structures. Second Edition. - Virginia: American Institute of Aeronautics and Astronautics Inc., 2004. P. 192 - 194.Baker A., Dutton S., Kelly D. Composite Materials for Aircraft Structures. Second Edition. - Virginia: American Institute of Aeronautics and Astronautics Inc., 2004. P. 192 - 194.Гришин В. И., Дзюба А. С., Дударьков Ю. И. Прочность и устойчивость элементов и соединений авиационных конструкций из композитов. - М.: Физматлит, 2013. - 145 с.Гришин В. И., Дзюба А. С., Дударьков Ю. И. Прочность и устойчивость элементов и соединений авиационных конструкций из композитов. - М.: Физматлит, 2013. - 145 с.Дударьков Ю. И., Левченко Е. А., Лимонин М. В. Эффект свободной кромки в слоистых композитах / Авиационная промышленность. 2012. № 4. С. 48-53.Дударьков Ю. И., Левченко Е. А., Лимонин М. В. Эффект свободной кромки в слоистых композитах / Авиационная промышленность. 2012. № 4. С. 48-53.Дударьков Ю. И., Левченко Е. А., Лимонин М. В. Влияние структуры пакета на краевые эффекты в слоистых композитах / Исследования наукограда. 2014. № 3(9). С. 25 - 30.Дударьков Ю. И., Левченко Е. А., Лимонин М. В. Влияние структуры пакета на краевые эффекты в слоистых композитах / Исследования наукограда. 2014. № 3(9). С. 25 - 30.Hashin Z. Failure criteria for unidirectional fiber composites / J. Appl. Mech. 1980. N 47. P. 329 - 334.Hashin Z. Failure criteria for unidirectional fiber composites / J. Appl. Mech. 1980. N 47. P. 329 - 334.Дударьков Ю. И., Лимонин М. В., Наумов С. М. Расчетно-экспериментальное исследование закритического деформирования пластин с использованием нелинейного МКЭ / Труды ЦАГИ. 2011. Вып. 2698. С. 71-81.Дударьков Ю. И., Лимонин М. В., Наумов С. М. Расчетно-экспериментальное исследование закритического деформирования пластин с использованием нелинейного МКЭ / Труды ЦАГИ. 2011. Вып. 2698. С. 71-81.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.