Интерпретация данных натурных испытаний оболочечной композитной конструкции при статическом осевом сжатии

Рассмотрена задача идентификации фактических условий нагружения составной оболочечной конструкции путем интерпретации данных натурных испытаний. Конструкция состоит из стрингерного отсека, выполненного из алюминиевого сплава, и композитной сетчатой оболочки. При проведении натурного эксперимента сжимающая нагрузка прикладывалась к верхней кромке стрингерного отсека. Для решения задачи идентификации приложенная нагрузка рассматривалась как комбинация сжимающей силы и изгибающего момента. Критерием качества идентификации выбрана сумма квадратов отклонений измеренных перемещений в точках установки датчиков от вычисленных перемещений тех же точек. Перемещения определялись численно методом конечных элементов в пакете программ «Композит». Рассмотрены два способа моделирования нагружения: распределением погонной нагрузки по верхней кромке конструкции и передачей силы и момента через «жесткий» узел. Найденные параметры нагружения через «жесткий» узел обеспечивают совпадение расчетных и экспериментально измеренных перемещений в пределах погрешности измерений. Показано, что расчет с приложением погонной силы на кромке не согласуется с экспериментальными данными. Полученные параметры нагружения использовались при решении задачи идентификации жесткости крышек люков.

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.