Численное моделирование деформирования и разрушения конструкций из композитов

      ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Разработка методических основ численного моделирования деформирования и разрушения конструкций из полимерных композитных материалов (ПКМ) с плоским и пространственным армированием при высокоскоростном ударном нагружении.

      ЗАДАЧИ ПРОЕКТА

• Провести всесторонний анализ мирового и отечественного опыта в области численных расчётов взаимодействия изделий из 2D- и 3D-армированных ПКМ и высокоскоростных ударников;

• Провести расчётно-экспериментальные исследования деформирования и разрушения образцов из 2D- и 3D-армированных ПКМ при ударном нагружении;

• Сформировать методические рекомендации по созданию расчётных моделей элементов из ПКМ и расчётно-экспериментальной верификации параметров этих моделей.

Проведены экспериментальные исследования
(Совместно с кафедрой технической механики ФГАОУ ВО «ЮУрГУ (НИУ)»)

Испытания образцов композитных материалов на ударный изгиб с применением вертикального башенного копра

Баллистические испытания образцов композитных материалов при скоростях ударника 150 - 900 м / с.

      РАСЧЁТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Рассмотрено влияние на результаты моделирования следующих факторов:

• расчётная схема;

• размер и тип конечных элементов;

• модель деформирования и разрушения сплошной среды;

• учёт изменения свойств от скорости деформирования;

• количество эквивалентных слоёв в модели;

• свойства межслойных интерфейсов.

      РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Рассмотрено влияние на результаты моделирования следующих факторов:

• Разработаны расчётные модели – комбинации сеточных моделей и моделей деформирования и разрушения сплошной среды, для расчёта ударного нагружения лопатки вентилятора из ПКМ;

• Сформированы рекомендации по верификации расчётных моделей ПКМ, описывающих их поведение при ударном нагружении;

• Показана перспективность моделирования на уровне слоёв с явным учётом наличия трансверсального армирования применительно к расчётам ударного нагружения 3D-армированных ПКМ.