Data Interpretation of the Shell Composite Construction Field Test Under Static Axial Compression

Solution of the problem of identification of actual loading condition of composite shell construction through interpretation of field test data is considered. The construction consists of a stringer compartment made of aluminum alloy and composite lattice shell. During the field experiment, a compressive load was applied to the upper edge of the stringer compartment. To solve the identification problem, the applied load is treated as a combination of compressive force and bending moment. A sum of squared deviations between measured and calculated displacements of the sensors at same points is taken as a quality criterion of identification. Numerical calculation of the displacements is carried out numerically by the method of finite elements within the software package «Kompozite». Two ways of loading modeling are considered:i) distribution of the linear load along the upper edge of the construction and ii)force and torque transmission through the «hard» node. Obtained parameters of loading through «hard» node provide matching of the calculated and experimentally measured displacements within the error of measurement. Calculation data in case of force application along the upper edge of the construction disagree with the experiment. Parameters of loading thus obtained are used in solving the problem of hatch stiffness identification.

сетчатая композитная конструкция, натурные испытания, интерпретация данных, идентификация, метод конечных элементов, composite lattice shell, field testing, data interpretation, identification, finite element method

1. Васильев В. В., Разин А. Ф. Композитные сетчатые балочные элементы для авиационных конструкций / Вопросы оборонной техники. 2006. № 1/2. С. 3 - 6.

2. Васильев В. В., Барынин В. А., Разин А. Ф., Петроковский С. А., Халиманович В. И. Анизогридные композитные сетчатые конструкции - разработка и приложение к космической технике / Композиты и наноструктуры. 2009. № 3. С. 38 - 50.

3. Бурнышева Т. В., Каледин В. О. Сравнение дискретного и континуального подхода к расчету напряженного состояния сетчатых оболочечных конструкций при статическом нагружении / Научно-технический вестник Поволжья. 2011. № 4. С. 113 - 116.

4. Каледин В. О., Аникина Ю. В., Бурнышева Т. В., Решетникова Е. В. Математическое моделирование статики сетчатой оболочки с учетом концентрации напряжений / Вестник Томского государственного университета. 2006. № 19. С. 233 - 237.

5. Бурнышева Т. В., Каледин В. О., Равковская И. В., Эптешева С. В. Развитие пакета программ математического моделирования сопряженных задач механики неоднородных конструкций / Вестник Кемеровского государственного университета. 2010 № 1(41). С. 3 - 8.

6. Каледин В. О. и др. Разработка методики, алгоритмов и программ для расчета напряженно-деформированного состояния конструкций из композиционных материалов. Статика слоистых конструкций. Новокузнецк, 1985. - 102 с. Деп. в ВНТИЦ, № 02860024610.

7. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. - М.: Мир, 1975. - 541 с.

8. Шевченко А. А. Физикохимия и механика композиционных материалов. - М.: Профессия, 2010. - 224 с.