|
DOI: 10.14489/hb.2021.10.pp.010-018
Гончаров В. А., Тимошков П. Н., Усачева М. Н.
ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ РАСЧЕТА КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ (обзор)
(c. 10-18)
Аннотация. Рассмотрено популярное программное обеспечение для расчета моделей конструкций из полимерных композиционных материалов, используемое специалистами конструкторских бюро и научно-исследовательскими центрами. Эти программы позволяют проводить анализ динамики и статической прочности тепломассопереноса и связанных многодисциплинарных задач, решать задачи механики структур из слоистых композиционных материалов. Показаны критерии Хилла–Мизеса, Цая-Ву, Хоффмана как наиболее часто используемые критерии разрушения ПКМ. Рассмотрен метод конечных элементов как один из самых эффективных при расчете летательных конструкций.
Ключевые слова: моделирование; полимерные композиционные материалы (ПКМ); программное обеспечение; критерии разрушений; конструкции из ПКМ.
Goncharov V. A., Timoshkov P. N., Usacheva M. N.
FEATURES OF THE USEAGE OF SOFTWARE FOR STRUCTURAL ANALYSIS CONSTRUCTION FROM POLYMER COMPOSITE MATERIALS (Review)
(pp. 10-18)
Abstract. This review considers the popular software for the calculation and technical means of structures made of polymer composite materials, used by specialists from design bureaus and research centers. These programs analyze the dynamics and static strength of heat and mass transfer, solve problems of mechanics, structural analysis and related multidisciplinary problems. The most commonly used levels of destruction of PCM, Hill-Mises, Tsai-Wu, Hoffman correspond. The finite element method is considered as one of the most effective in calculating aircraft structures.
Keywords: Modeling; Polymer composite materials (PCM); Software; Failure criterion; Construction.
В. А. Гончаров, П. Н. Тимошков, М. Н. Усачева (ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов» Государственный научный центр РФ, Москва, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
V. A. Goncharov, P. N. Timoshkov, M. N. Usacheva (“All-Russian Scientific Research Institute of Aviation Materials” State Research Center of the Russian Federation, Moscow, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
1. Kablov E. N. New Generation Materials and Technologies for their Digital Processing // Herald of the Russian Academy of Sciences. 2020. V. 90, No. 2. P. 225 – 228.
2. Каблов Е. Н. Материалы нового поколения и цифровые технологии их переработки // Вестник Российской академии наук. 2020. Т. 90, № 4. С. 331 – 334.
3. Каблов Е. Н. Становление отечественного космического материаловедения // Вестник РФФИ. 2017. № 3. С. 97 – 105.
4. Гончаров В. А., Раскутин А. Е. Компьютерное моделирование процесса инфузии при изготовлении композитного арочного элемента // Тр. ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2015. № 7. Ст. 11. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 25.09.2020). DOI 10.18577/2307-6046-2015-0-7-11-11.
5. Тимошков П. Н., Хрульков А. В. Анализ технологий производства изделий из непрерывно армированных полимерных композиционных материалов безавтоклавными способами изготовления (обзор) // Тр. ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2017. № 11. Ст. 08. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 25.09.2020). DOI 10.18577/2307-6046-2017-0-11-8-8
6. Колесник К. А. Моделирование влагонасыщения полимерных композитов в реальных климатических условиях // Авиационные материалы и технологии. 2017. № 4. С. 77 – 86. DOI 10.18577/2071-9140-2017-0-4-77-86
7. Орешко Е. И., Ерасов В. С., Луценко А. Н. Математическое моделирование деформирования конструкционного углепластика при изгибе // Авиационные материалы и технологии. 2016. № 2. С. 50 – 59. DOI 10.18577/2071-9140-2016-0-2-50-59
8. Селяков М. Ю. Отечественные и зарубежные CAD/САМ-системы // Успехи современного естествознания. 2011. № 7. С. 193 – 197.
9. Tsai S. W., Wu E. M. Theory of Strength for Anisotropic Materials // Journal of Composite Materials. 1971. V. 5. P. 58 – 80.
10. Hoffman O. The Brittle Strength of Orthotropic Materials // Journal of Composite Materials. 1967. No. 1. P. 200 – 206.
11. Хилл. Р. Математическая теория пластичности. М.: Гостехиздат, 1956. 407 с.
12. Conceptual Design and Simulation Validation Based Finite Element Optimisation for Tubercle Leading Edge Composite Wing of an Unmanned Aerial Vehicle / E. I. Basri, F. Mustapha, M. T. H. Sultan et al. // Journal of Materials Research and Technology. 2019. V. 8, Is. 5. P. 4374 – 4386.
13. James P., Krishna D. M., Kotresh G., Varughese B. Finite Element Analysis of Inter Spar Ribs of Composite Wing of Light Transport Aircraft Against Brazier Load // National Conference on Scientific Achievments of SC & ST Scientific Technologists, National Aerospace Laboratories. Bangalore-17. 14 – 16 April. 2009. P. 57 – 68.
14. Mazhar F., Khan A. M. Structural Design of a UAV Wing Using Finite Element Method // 51st AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference <BR>, Orlando, Florida, April 15, 2010. P. 3099 – 3110.
15. Kanesan G., Mansor S., Abdul-Latif A. Validation of UAV Wing Structural Model for Finite Element Analysis // Jurnal Teknologi. 2014. V. 71, Is. 2. P. 1 – 5.
16. Michael R., Le Gault R. Aircraft Simulation Gets Composites Aware: [Электронный ресурс] // Hight-Perfomance Composites. March 2009. P. 45 – 48. URL: https://www.compositesworld.com/articles/aircraft-simulation-gets-composites-aware (дата обращения: 18.09.2020).
17. Cernosek J., Perla M. Composite Model Technique for Three-Dimensional Photoelastic Stress Analysis // Proceedings of IV International Conferenceon Stress-Strain Analysis, Cambridge, England. 1970. P. 59 – 100.
18. Onate E., Idelsohn S. R., Del Pin F., Aubry R. The Particle Finite Element Method – an Overview // International Journal of Computational Methods. 2004. V. 01, No. 02. P. 267 – 307.
19. Kumar T. S. V., Basha A. W., Pavithra M., Srilekha V. Static and Dynamic Analysis of a Typical Aircraft Wing Structure Using MSC NASTRAN // International Journal of Research in Aeronautical and Mechanical Engineering. 2015. V. 3, Is. 8. P. 1 – 12.
20. Finite Element Analysis of Composites Materials for Aerospace Applications / M. Nurhaniza, M. K. A. Ariffin, A. Ali et al. // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2010. V. 11, Is. 7. P. 1 – 7.
21. MSC Software: Simulating Reality, Delivering Certainty: [Электронный ресурс]. URL: https://www. mscsoftware.com/ru/About-MSC-Software (дата обращения: 02.10.2020).
22. MSC Nastran Расчет и оптимизация конструкций: [Электронный ресурс]. URL: http://www. mscsoftware.ru/products/msc-nastran (дата обращения: 15.09.2020)
23. We are HyperSizer: [Электронный ресурс]. URL: https://hypersizer.com/about/ (дата обращения: 20.09.2020).
1. Kablov E. N. (2020). New Generation Materials and Technologies for their Digital Processing. Herald of the Russian Academy of Sciences, Vol. 90, (2), pp. 225 – 228.
2. Kablov E. N. (2020). New generation materials and digital technologies for their processing. Vestnik Rossiyskoy akademii nauk, Vol. 90, (4), pp. 331 – 334. [in Russian language]
3. Kablov E. N. (2017). Formation of domestic space materials science. Vestnik RFFI, (3), pp. 97 – 105. [in Russian language]
4. Goncharov V. A., Raskutin A. E. (2015). Computer simulation of the infusion process in the manufacture of a composite arch element. Trudy VIAM: elektronniy nauchno-tekhnicheskiy zhurnal, (7). Available at: http://www.viam-works.ru (Accessed: 25.09.2020). [in Russian language] DOI 10.18577/2307-6046-2015-0-7-11-11.
5. Timoshkov P. N., Hrul'kov A. V. (2017). Analysis of production technologies for products from continuously reinforced polymer composite materials by non-autoclave manufacturing methods (review). Trudy VIAM: elektronniy nauchno-tekhnicheskiy zhurnal, (11). Available at: http://www.viam-works.ru (Accessed: 25.09.2020). [in Russian language] DOI 10.18577/2307-6046-2017-0-11-8-8
6. Kolesnik K. A. (2017). Modeling the moisture saturation of polymer composites in real climatic conditions. Aviatsionnye materialy i tekhnologii, (4), pp. 77 – 86. [in Russian language] DOI 10.18577/2071-9140-2017-0-4-77-86
7. Oreshko E. I., Erasov V. S., Lutsenko A. N. (2016). Mathematical modeling of deformation of structural CFRP during bending. Aviatsionnye materialy i tekhnologii, (2), pp. 50 – 59. [in Russian language]DOI 10.18577/2071-9140-2016-0-2-50-59
8. Selyakov M. Yu. (2011). Domestic and foreign CAD / CAM systems. Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya, (7), pp. 193 – 197. [in Russian language]
9. Tsai S. W., Wu E. M. (1971). Theory of Strength for Anisotropic Materials. Journal of Composite Materials, Vol. 5, pp. 58 – 80.
10. Hoffman O. (1967). The Brittle Strength of Orthotropic Materials. Journal of Composite Materials, (1), pp. 200 – 206.
11. Hill. R. (1956). Mathematical theory of plasticity. Moscow: Gostekhizdat. [in Russian language]
12. Basri E. I., Mustapha F., Sultan M. T. H. et al. (2019). Conceptual Design and Simulation Validation Based Finite Element Optimisation for Tubercle Leading Edge Composite Wing of an Unmanned Aerial Vehicle. Journal of Materials Research and Technology, Vol. 8, (5), pp. 4374 – 4386.
13. James P., Krishna D. M., Kotresh G., Varughese B. (2009). Finite Element Analysis of Inter Spar Ribs of Composite Wing of Light Transport Aircraft Against Brazier Load. National Conference on Scientific Achievments of SC & ST Scientific Technologists, National Aerospace Laboratories, pp. 57 – 68. Bangalore.
14. Mazhar F., Khan A. M. (2010). Structural Design of a UAV Wing Using Finite Element Method. 51st AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference, pp. 3099 – 3110. Orlando.
15. Kanesan G., Mansor S., Abdul-Latif A. (2014). Validation of UAV Wing Structural Model for Finite Element Analysis. Jurnal Teknologi, Vol. 71, (2), pp. 1 – 5.
16. Michael R., Le Gault R. (2009). Aircraft Simulation Gets Composites Aware. Hight-Perfomance Composites, pp. 45 – 48. Available at: https://www.compositesworld.com/ articles/aircraft-simulation-gets-composites-aware (Accessed: 18.09.2020).
17. Cernosek J., Perla M. (1970). Composite Model Technique for Three-Dimensional Photoelastic Stress Analysis. Proceedings of IV International Conference on Stress-Strain Analysis, pp. 59 – 100. Cambridge.
18. Onate E., Idelsohn S. R., Del Pin F., Aubry R. (2004). The Particle Finite Element Method – an Overview. International Journal of Computational Methods, Vol. 01, (02), pp. 267 – 307.
19. Kumar T. S. V., Basha A. W., Pavithra M., Srilekha V. (2015). Static and Dynamic Analysis of a Typical Aircraft Wing Structure Using MSC NASTRAN. International Journal of Research in Aeronautical and Mechanical Engineering, Vol. 3, (8), pp. 1 – 12.
20. Nurhaniza M., Ariffin M. K. A., Ali A. et al. (2010). Finite Element Analysis of Composites Materials for Aerospace Applications. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Vol. 11, (7), pp. 1 – 7.
21. MSC Software: Simulating Reality, Delivering Certainty. Available at: https://www.mscsoftware.com/ru/About-MSC-Software (Accessed: 02.10.2020).
22. MSC Nastran Structural Analysis and Optimization. Available at: http://www.mscsoftware.ru/products/msc-nastran (Accessed: 15.09.2020) [in Russian language]
23. We are HyperSizer. Available at: https://hyper-sizer.com/about/ (Accessed: 20.09.2020).
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 450 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа скопируйте doi статьи:
10.14489/hb.2021.10.pp.010-018
и заполните форму
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 450 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please copy the article doi:
10.14489/hb.2021.10.pp.010-018
and fill out the form
.
|
Current Issue
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»