Structural Mechanics of Engineering Constructions and BuildingsStructural Mechanics of Engineering Constructions and BuildingsСтроительная механика инженерных конструкций и сооружений1815-52352587-8700Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba (RUDN University)2108010.22363/1815-5235-2019-15-2-127-134Numerical methods of structures’ analysisЧисленные методы расчета конструкцийAbstractNumerical analysis of layered composite panel behavior with interlaminar defects subject to dynamic loadsЧисленный анализ поведения слоистой композитной панели с межслоевыми дефектами под действием динамических нагрузокMedvedskiyAleksandr LМедведскийАлександр Леонидович

DSc in Physical and Mathematical Sciences, Professor, Moscow Institute of Physics and Technology (State University).

доктор физико-математических наук, профессор, Московский физико-технический институт (государственный университет).

mdv66@mail.ruMartirosovMikhail IМартиросовМихаил Иванович

PhD in Technical Sciences, Docent, Moscow Aviation Institute (National Research University).

кандидат технических наук, доцент, Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет).

vst@vst-st.ruKhomchenkoAnton VХомченкоАнтон Васильевич

Design Engineer 1 Category, Irkut Corporation.

khomchenkoanton@yandex.ruMoscow Institute of Physics and Technology (State University)Московский физико-технический институт (государственный университет)Moscow Aviation Institute (National Research University)Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)Irkut CorporationПАО «Корпорация “Иркут”»15122019152VOL 15, NO2 (2019)ТОМ 15, №2 (2019)12713414052019Copyright ©; 2019, Medvedskiy A.L., Martirosov M.I., Khomchenko A.V.Copyright ©; 2019, Медведский А.Л., Мартиросов М.И., Хомченко А.В.2019Medvedskiy A.L., Martirosov M.I., Khomchenko A.V.Медведский А.Л., Мартиросов М.И., Хомченко А.В.http://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://journals.rudn.ru/structural-mechanics/article/view/21080

Aims of research. Polymer unidirectional composite laminate panel behavior with interlaminate defects under action of different dynamic loads is consider. Methods. Normal modes and eigenvalues of rectangular composite panels in the presence multiple delamination different sizes ellipsoidal form are calculated. The dependences of the maximum deflections from the frequency of the stationary pressure field action are constructed. Distribution field of panels plies failure index under action of nonstationary pressure field by using different failure criteria for composites is determined. Results. Modeling methodology composite panels behavior in the presence multiple interlaminar defects under action of different dynamic loads is developed. Analysis of failure panel with the use of different failure criteria for composites is carried out.

Цели. Основная задача состояла в рассмотрении поведения прямоугольной слоистой панели из однонаправленного полимерного композиционного материала (ПКМ) при наличии межслоевых дефектов под действием динамических нагрузок различного характера. Методы. В ходе исследования рассчитаны формы собственных колебаний прямоугольной композитной панели при наличии множественных расслоений в форме эллипсов различных размеров. Построены зависимости максимальных прогибов от частоты воздействия стационарного поля давления. Определены поля распределения индексов разрушения слоев панели под действием нестационарного поля давления с помощью различных критериев разрушения (применительно к ПКМ). Результаты. Проведен анализ разрушения панели с использованием различных критериев разрушения изделий из композитных материалов. По результатам исследования разработана методика моделирования поведения композитных панелей при наличии множественных межслоевых дефектов при воздействии динамических нагрузок различного характера.

composite panelcomposite failure criteriainterlaminar defectnonstationary loadnumerical modelingfinite element method (FEM)композитная панелькритерии разрушения композитовмежслоевой дефектнестационарная нагрузкачисленное моделированиеметод конечных элементов (МКЭ)Medvedskiy A.L., Martirosov M.I., Khomchenko A.V. (2018). Chislennoe modelirovanie povedeniya plastiny iz polimernogo kompozita pod deistviem dinamicheskikh nagruzok pri nalichii mnozhestvennykh defektov mezhdu sloyami [Numerical modeling of polymer composite plate behavior under action of dynamic load at presence multiple defects between plies]. Tidings of TSU. Technical science, (10), 271-278. (In Russ.)Медведский А.Л., Мартиросов М.И., Хомченко А.В. Численное моделирование поведения пластины из полимерного композита под действием динамических нагрузок при наличии множественных дефектов между слоями // Известия ТулГУ. Технические науки. 2018. Вып. 10. С. 271-278.Azzi V.D., Tsai S.W. (1965). Anisotropic strength of composites. Experimental Mechanics, 5(9), 283-288.Azzi V.D., Tsai S.W. Anisotropic strength of composites // Experimental Mechanics. 1965. Vol. 5. No. 9. Pp. 283-288.Tsai S.W., Wu E.M. (1971). A general theory of strength for anisotropic materials. Journal of Composite Materials, (5), 58-80.Tsai S.W., Wu E.M. A general theory of strength for anisotropic materials // Journal of Composite Materials. 1971. No. 5. Pp. 58-80.Hoffman N.O. (1967). The brittle strength of orthotropic materials. Journal of Composite Materials, 1(2), 200-206.Hoffman N.O. The brittle strength of orthotropic materials // Journal of Composite Materials. 1967. Vol. 1. No. 2. Pp. 200-206.Puppo A.H., Evensen H.A. (1972). Strength of anisotropic materials under combined stresses. American Institute of Aeronautics and Astronautics Journal, 10(4), 468-474.Puppo A.H., Evensen H.A. Strength of anisotropic materials under combined stresses // American Institute of Aeronautics and Astronautics Journal. 1972. Vol. 10. No. 4. Pp. 468-474.Puck A., Schurmann H. (1998). Failure analysis of FRP laminates by means of physically based phenomenological models. Composites Science and Technology, (58), 1045- 1067.Puck A., Schurmann H. Failure analysis of FRP laminates by means of physically based phenomenological models // Composites Science and Technology. 1998. Vol. 58. Pp. 1045-1067.Puck A., Kopp J., Knops M. (2002). Failure analysis of FRP laminates by means of physically based phenomenological models. Composites Science and Technology, (62), 1633-1662.Puck A., Kopp J., Knops M. Failure analysis of FRP laminates by means of physically based phenomenological models // Composites Science and Technology. 2002. Vol. 62. Pp. 1633-1662.Puck A., Kopp J., Knops M. (2002). Guidelines for the determination of the parameters in Puck’s action plane strength criterion. Composites Science and Technology, (62), 371- 378.Puck A., Kopp J., Knops M. Guidelines for the determination of the parameters in Puck’s action plane strength criterion // Composites Science and Technology. 2002. Vol. 62. Pp. 371- 378.Hashin Z. (1980). Failure Criteria for Unidirectional Fiber Composites. Journal of Applied Mechanics, (47), 329-334.Hashin Z. Failure Criteria for Unidirectional Fiber Composites // Journal of Applied Mechanics. 1980. Vol. 47. Pp. 329-334.Norris C.B. (1962). Strength of orthotropic materials subjected to combined stress. U.S. Forest Products Laboratory. Report No. 1816.Norris C.B. Strength of orthotropic materials subjected to combined stress // U.S. Forest Products Laboratory. 1962. Report No. 1816.Fischer L. (1967). Journal of Engineering for Industry. Trans Am. Soc. Mech. Engrs., 89, 389-402.Fischer L. Journal of Engineering for Industry // Trans. Am. Soc. Mech. Engrs. 1967. Vol. 89. Pp. 389-402.Norris C.B., McKinnon P.F. (1962). Compression, tension and shear tests on yellow-poplar plywood panels of sizes that do not buckle with tests made at various angels to the face grain. U.S. Forest Products Laboratory. Report No. 1328.Norris C.B., McKinnon P.F. Compression, tension and shear tests on yellow-poplar plywood panels of sizes that do not buckle with tests made at various angels to the face grain // U.S. Forest Products Laboratory. 1962. Report No. 1328.Sandhu P. A survey of failure theories of isotropic and anisotropic materials. APFDL-TR-72-71. 1972.