Numerical Estimation of the Impact of Edge Effects on Free Edges of the Hole on the Strength of Layered Composites
Abstract
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.
About the Authors
Yu. I. Dudarkov
Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ)
Russian Federation
Russian Federation
E. A. Levchenko
Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ)
Russian Federation
Russian Federation
M. V. Limonin
Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ)
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Чернышев С. Л. и др. Форсайт развития авиационной науки и технологий до 2030 года и на дальнейшую перспективу. - М.: ЦАГИ, 2014. С. 175 - 176.
2. Pipes R. B., Pagano N. J. Interlaminar stresses in composite laminates under uniform axial extension / J. Composite Mater. 1970. Vol. 4. P. 538-548.
3. 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.
4. 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.
5. 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.
6. Михайлов С. Е. О краевом эффекте в слоистых композитах / Механика композитных материалов. 1981. № 2. С. 227 - 233.
7. 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.
8. Гришин В. И., Дзюба А. С., Дударьков Ю. И. Прочность и устойчивость элементов и соединений авиационных конструкций из композитов. - М.: Физматлит, 2013. - 145 с.
9. Дударьков Ю. И., Левченко Е. А., Лимонин М. В. Эффект свободной кромки в слоистых композитах / Авиационная промышленность. 2012. № 4. С. 48-53.
10. 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.
11. Hashin Z. Failure criteria for unidirectional fiber composites / J. Appl. Mech. 1980. N 47. P. 329 - 334.
12. 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.
Review
For citations:
Dudarkov Yu.I., Levchenko E.A., Limonin M.V. Numerical Estimation of the Impact of Edge Effects on Free Edges of the Hole on the Strength of Layered Composites. Industrial laboratory. Diagnostics of materials. 2017;83(3):59-64. (In Russ.)
Views:
471
Email this article 