Численный анализ армированных панелей с первоначальным повреждением с точки зрения механики разрушения

 

Катарина Максимовић

Милутин Јанковић

Ненад Берић

Вера Николић-Станојевић

 

 

Основная и несущая конструкция летательного аппарата спроектированы на базе усиленных панелей для достижения высокой удельной прочности. В данной статье обсуждается применение метода конечных элементов (МКЭ) в анализе тонкостенных элементов конструкции с начальными трещинами в плане механики разрушения. Интенсивное развитие компьютерных технологий за последнее десятилетие создало условия и позволило решать проблемы с точки зрения механики разрушения с помощью метода численного моделирования. В случаях сложных и масштабных структурных систем, подвергающихся воздействию сложных  нагружений и граничных условий, решения дифференциальных уравнений с помощью аналитических методов очень сложно и практически невозможно. Таким образом, решение этих проблем требует применения численных методов, обычно MKЭ. Для определения коэффициента интенсивности напряжений (КИН) в тонкостенных конструкциях типа армированных панелей, использованы специальные единичные конечные элементы. Анализ роста трещины на рассмотреных элементах из дюралюминия 2219-T851 выполнен для циклических нагружений постоянной амплитуды. Численные анализы роста трещины в этом случае для панели с начальным ростом трещины при циклическом нагружении с постоянной амплитудой, реализуются с помощью моделей Париса и Валкера. Результаты численного моделирования согласуются с экспериментами.

Ключевые слова: тонкостенные конструкции, конструкция самолёта, механика разрушения, панельное строительство, трещина, рост трещины, численный анализ, анализ методом конечных элементов, особые конечные элементы, коэффициент интенсивности напряжений.