No kompozītmateriāliem izgatavoto aviācijas konstrukciju elementu ar bojājumiem stiprības pētīšana
2014
Maksims Smoļaņinovs

Aizstāvēšana
26.09.2014. 14:00, TMF, Rīga, Ezermalas iela 6k, 302. auditorija

Zinātniskais vadītājs
Igors Pavelko

Recenzenti
Jānis Vība, Alexander Timonin, Rafal Andrzej Chatys, Andrejs Krasņikovs

Promocijas darba mērķis – slāņotā kompozīta vienkāršoto modeļu izveidošana un attīstība zema ātruma trieciena bojājuma, kā arī tā ietekmes uz kompozīta un no tā izgatavoto plānsienu konstrukciju elementu mehāniskajiem raksturlielumiem novērtējumam. Trieciena bojājošo seku pa kompozītu konstrukcijām prognozēšanas nolūkā uz ticamo aprēķinu rezultātu pamata ir nepieciešama kompozītmateriāla raksturlielumu izmaiņu, kuras pavada trieciena procesu, adekvāta modelēšana. Mūsdienās eksistējošiem kompozīta progresējošās sagrūšanas kritērijiem, kurus ieliek modernos programmu-skaitļošanas kompleksos trieciena aprēķinam veidotos galīgo elementu (GE) modeļos ir vai nu neliela precizitāte, vai tie prasa lielu daudzumu papildu izejas parametru, kas ievērojami sarežģī to praktisko pielietošanu. Tātad, neskatoties uz dažādu pētnieku piedāvāto sagrūšanas kritēriju daudzveidību, joprojām paliek aktuāla fizikāli korektas un praksē pielietojamas pieejas, kas ievēro kompozīta materiāla stingruma pakāpenisku pazemināšanu konstrukcijas lokālā zonā trieciena procesā, izstrādāšana. Ar šo mērķi promocijas darbā tika risināti sekojošie uzdevumi: 1. Izstrādāts un aprobēts elementārs modelis, kas tieši modelē deformētas virsmas formu atkarībā no triecienķermeņa kontakta iespiešanas mērķī pakāpeniskas izmaiņas. Tas modelis ļauj precīzi atveidot sprieguma-deformēto stāvokli (SDS) ievērojot deformētas virsmas formu, trieciena enerģiju un kontakta spēku. Uz tā rezultātu pamata notiec kompozīta statiskās izturības stiepē augšējo un apakšējo robežu ar atbilstošo kritēriju pielietošanu. Iegūtie eksperimentālie rezultāti iekļaujas nosauktas robežās. 2. Izstrādāts elementārs modelis, kurā pamatā ir zināmas enerģijas zema ātruma trieciena izraisīto polimera kompozītmateriāla (PKM) SDS un bīdes stingruma izmaiņas aprēķins, sasaistot kontakta laukuma un kontakta spiediena soļplotera izmaiņas. Tas ļauj: no vienas puses, noteikt precīzu sakarību starp trieciena enerģiju un kontakta spiedienu; no otras puses, novērtēt bīdes stingruma komponentes pazemināšanu, pēc kuras var spriest par konstrukcijas bojājuma pakāpi. Rezultātus var lietot modelējot progresējošu sagrūšanu triecienā pa reālo kompozīta konstrukciju. 3. Piedāvāta un pamatota līknes „kontakta spēks - kontakta punkta pārvietojums” raksturīgo punktu noteikšanas metode, kas ļauj adekvāti modelēt bojājumu attīstības procesu GE aprēķinā. Tas dod iespēju ievērojami samazināt izejas parametru daudzumu, kuri nepieciešami kompozītu progresējošas sagrūšanas eksistējošo kritēriju izmantošanai GE aprēķinos. Rezultātā saņemamais konstrukcijas bojājuma stāvoklis dod iespēju iegūt ticamus rezultātus stiprības pazemināšanas noteikšanai statiska noslogojuma dažādos gadījumos. 4. Izstrādātas un notestētas palīg-programmas aprēķinu pilna cikla realizācijai. Piedāvātas metodes un izstrādātie modeļi tiek pielietoti kompozīta spārna, ka arī spārna mehanizācijas un lidojuma vadības agregātu elementu aprēķinos, kuri tiek izpildīti līgumdarbu ar konstruktoru birojam ietvaros aviācijas rūpniecības nozarē. Darba rezultāti ziņoti 7 starptautiskās konferencēs un tie atspoguļoti 18 publikācijās. Promocijas darbs ir uzrakstīts latviešu valodā, satur ievadu, 4 nodaļas, secinājumus, literatūras sarakstu, 4 pielikumus, 122 ilustrācijas, 76 tabulas, kopā 255 lappuses (ar Pielikumiem). Literatūras sarakstā ir 105 nosaukumi.


Atslēgas vārdi
composite, strength, aircraft structures, FEM, energy, low-velocity impact, damage, delamination, fracture, cracking

Smoļaņinovs, Maksims. No kompozītmateriāliem izgatavoto aviācijas konstrukciju elementu ar bojājumiem stiprības pētīšana. Promocijas darbs. Rīga: [RTU], 2014. 254 lpp.

Publikācijas valoda
Latvian (lv)
RTU Zinātniskā bibliotēka.
E-pasts: uzzinas@rtu.lv; Tālr: +371 28399196