Numerical modelling of bolted composite joints. Bolts rigidity effect on normal stresses in the composite layers

Autor: Y. Dyfuchyn, K. Rudakov
Rok vydání: 2017
Předmět:
Zdroj: Mechanics and Advanced Technologies, 2017, №1 (79)
Mechanics and Advanced Technologies, Iss 1(79) (2017)
ISSN: 2522-4255
2521-1943
DOI: 10.20535/2521-1943.2017.79.95756
Popis: В сучасних скінчено-елементних програмах є можливість створювати скінчено-елементні моделі тіл "склеюванням" неузгоджених скінчено-елементних сіток. Це дозволяє, зокрема, отримувати для розрахунків на ПЕОМ відносно невеликі 3D-моделі полімерних композиційних матеріалів (ПКМ) в болтових з'єднаннях, в яких ПКМ в зонах отворів моделюється пошарово, а за ними - приблизно, відповідно до теорії "ефективного модуля". У проведених раніше модельних розрахунках 3D-моделей зразків однозрізного дворядного болтового з'єднання з ПКМ (контактна задача) з докладним пошаровим моделюванням структури ПКМ в зонах отворів були виявлені закономірності розподілу контактних зусиль в контакті болт - поверхня отвору, напружень в болтах і в приповерхневих зонах ПКМ, які контактують в отворах з бічними поверхнями болтів. У статті на основі чисельних розрахунків виявлені закономірності змін нормальних напружень на контактних поверхнях отворів в ПКМ, в шарах укладання під 0 і 90 градусів, в залежності від жорсткості болтів. Modern finite element programs have the opportunity to create finite element models (FEM) by "gluing" mismatched finite element meshes. This allows, in particular, to obtain relatively small 3D models of polymeric composite materials (PCM) in bolted connections for PC calculations, where the PCM in the hole zones is modeled layer by layer, and at some distance from them - approximately, according to the theory of the "effective module". In previous model calculations of single-shear two-row bolted connection with PCM (contact task) with the detailed layer -by- layer modeling of the PCM structure in the hole zones, regularities were revealed for the distribution of contact forces in the bolt-hole surface contact, bolt stresses and near- contacting in the holes with the lateral surfaces of the bolts. In the article, based on numerical calculations, the regularities of changes in normal stresses on the contact surfaces of holes in PCM, in layers with fibers oriented at 0 and 90 degrees, were found, depending on the rigidity of the bolts. В современных конечно-элементных программах есть возможность создавать, конечно-элементные, модели тел "склеиванием" несогласованных конечно-элементных сеток. Это позволяет, в частности, получать для расчетов на ПЭВМ относительно небольшие 3D-модели полимерных композиционных материалов (ПКМ) в болтовых соединениях, в которых ПКМ в зонах отверстий моделируется послойно, а за ними – приближенно, согласно теории "эффективного модуля". В проведенных ранее модельных расчетах 3D-моделей образцов односрезного двухрядного болтового соединения с ПКМ (контактная задача) с подробным послойным моделированием структуры ПКМ в зонах отверстий были выявлены закономерности распределение контактных усилий в контакте болт – поверхность отверстия, напряжений в болтах и в приповерхностных зонах ПКМ, контактирующих в отверстиях с боковыми поверхностями болтов. В статье на основе численных расчетов выявлены закономерности изменений нормальных напряжений на контактных поверхностях отверстий в ПКМ, в слоях укладки под 0 и 90 градусов, в зависимости от жесткости болтов.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: