КРАЙОВИЙ ЕФЕКТ У ШАРУВАТОМУ КОМПОЗИТНОМУ МАТЕРІАЛІ ПРИ НЕДОСКОНАЛОМУ КОНТАКТІ МІЖ ШАРАМИ

  • В. М. Бистров Інститут механіки ім. С. П. Тимошенка НАН України, Київ
  • В.А. Декрет Інститут механіки ім. С. П. Тимошенка НАН України, Київ
  • В. С. Зеленський Інститут механіки ім. С. П. Тимошенка НАН України, Київ
Ключові слова: шаруватий композитний матеріал; недосконалий контакт; поверхневе навантаження, крайовий ефект; плоска задача теорії пружності; кількісний критерій згасання крайового ефекту; метод сіток; паралельні обчислення.

Анотація

Із застосуванням рівнянь теорії пружності кусково-однорідних тіл та кількісного критерію згасання крайового ефекту досліджено крайовий ефект у околі поверхневого навантаження шаруватого композитного матеріалу. Розглянуто випадок недосконалого контакту між шарами, який моделюється періодичною системою міжшарових тріщин у вигляді математичного розрізу. Використана розрахункова модель для граничних умов на бічних сторонах багатошарового зразка з композитного матеріалу, які відповідають умовам симетрії. Досліджено вплив розміру тріщин на довжину згасання крайового ефекту. Для числового розв’язування задачі використано метод сіток на основі модифікованого варіаційно-різницевого підходу. В рамках обчислювального експерименту застосовані послідовний і паралельний алгоритм методу Холецького для розв’язання системи лінійних алгебраїчних рівнянь.

Посилання

Быстров В. М. Краевой эффект и приповерхностная потеря устойчивости в слоистом композитном материале при сжатии поверхностной нагрузкой // Доп. Нац. акад. наук Укр. 2019. № 10. С. 29–37.

Головчан В.Т., Гузь А.Н., Коханенко Ю.В., Кущ В.И. Статика материалов. Механика композитов: в 12 т. / Под общей ред. А.Н. Гузя. Т.1. К.: Наукова думка, 1993. 455 с.

Григоренко Я.М., Шевченко Ю.В., Василенко А.Т. и др. Численные методы. Механика композитов: В 12-и т. / Под общей ред. А.Н. Гузя. Т.11. К.: «А.С.К.», 2002. 448 с.

Суперкомп’ютер ІК НАН України / http://icybcluster.org.ua/.

Химич А.Н., Молчанов И.Н., Попов А.В., Чистякова Т.В., Яковлев М.Ф. Параллельные алгоритмы решения задач вычислительной математики. К.: Наукова думка 2008. 247 с.

Baxter S.C., Horgan C.O. End Effects for Anti-plane Shear Deformation of Sandwich Structure // J. of Elasticity. 1995. Vol. 40. No. 2. P. 123–164.

Benveniste Y. On the Effect of Debonding on the Overall Behavior of Composite Materials // Mech. Mater. 1984. Vol. 3. P. 349–358.

Bystrov V.M. Analysis of the decay of edge effects in laminated materials on the basis of a representative element // Int. Appl. Mech. 2000. Vol. 36. No 6. P. 826–834.

Bystrov V.M., Dekret V.A., Zelenskii V.S. Numerical Analysis of the Edge Effect in a Composite Laminate with Compressed Reinforcement Plies. // Int. Appl. Mech. 2015. Vol.. 51. No. 5. P. 561–566.

Guz A.N., Kokhanenko Yu.V. Edge Effects in Composites // Int. Appl. Mech. 1995. Vol. 31. No. 3. P. 165–181.

Horgan C.O., Carlsson L.A. Saint-Venant End Effects for Anisotropic Materials // Comprehensive Compos. Mater. II. 2018. Vol. 7. P. 38–55.

Khimich A.N., Dekret V.A., Popov A.V., Chistyakov A.V. Numerical Study of the Stability of Composite Materials on Computers of Hybrid Architecture // Journal of Automation and Information Sciences. 2018. Vol. 50. No. 7. P. 7–24.

Kokhanenko Yu.V., Bystrov V.M. Edge Effect in a Laminated Composite with Longitudinally Compressed Laminas // Int. Appl. Mech. 2006. Vol. 42. No. 8. P. 922–928.

Pissanetzky S. Sparse Matrix Technology. London: Academic Press, 1984. 321 p.

Soutis C., Guz I.A. Fracture of layered composites by internal fibre instability: Effect of interfacial adhesion // Aeronout J. 2006. Vol. 110. No 1105. P. 185–95.

Tullini N., Savoia M. Decay rates for Saint-Venant end effect for multilayered orthotropic strip // Intern. J. Solids Struct. 1997. Vol. 34, No. 33–34. P. 4263–4280.

Tullini N., Savoia M., Horgan C.O. End effect in multilayered strips with imperfect bonding // Mechanics of Materials. 1997. Vol. 26. No. 1. P. 23–34.

Wijeyewickrema A.C., Keer L.M. Axial decay of stresses in a layered composite with slipping interfaces // Composite Eng. 1994. Vol. 4. No. 9. P. 895–899.

Wijeyewickrema A.C. Decay of stresses induced by self-equilibrated end loads in a multilayered composite // Int. J. Solids Struct. 1995. Vol. 32. No. 3/4. P. 515–523.

Опубліковано
2022-02-03
Як цитувати
Бистров, В. М., Декрет, В., & Зеленський, В. С. (2022). КРАЙОВИЙ ЕФЕКТ У ШАРУВАТОМУ КОМПОЗИТНОМУ МАТЕРІАЛІ ПРИ НЕДОСКОНАЛОМУ КОНТАКТІ МІЖ ШАРАМИ. Проблеми обчислювальної механіки і міцності конструкцій, (33), 5-16. https://doi.org/10.15421/4221001