Багатоциклова втома композитних тришарових пластин зі стільниковими заповнювачами, які виготовлено адитивними технологіями FDM

image_print
DOI https://doi.org/10.15407/pmach2022.03.016
Журнал Проблеми машинобудування
Видавець Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного Національної академії наук України
ISSN 2709-2984 (print), 2709-2992 (online)
Випуск Том 25, № 3, 2022 (вересень)
Сторінки 16–28

 

Автори

Б. В. Успенський, Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного НАН України (61046, Україна, м. Харків, вул. Пожарського, 2/10), e-mail: Uspensky.kubes@gmail.com, ORCID: 0000-0001-6360-7430

І. І. Деревянко, Державне підприємство «Конструкторське бюро «Південне» ім. М. К. Янгеля» (49008, Україна, м. Дніпро, вул. Криворізька, 3), e-mail: dereviankoii2406@gmail.com, ORCID: 0000-0002-1477-3173

К. В. Аврамов, Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного НАН України (61046, Україна, м. Харків, вул. Пожарського, 2/10), Харківський національний університет радіоелектроніки (61166, Україна, м. Харків, пр. Науки, 14), Національний аерокосмічний університет «Харківський авіаційний інститут» ім. М. Є. Жуковського (61070, м. Харків, вул. Чкалова, 17), e-mail: kvavramov@gmail.com, ORCID: 0000-0002-8740-693X

О. Ф. Поліщук, Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного НАН України (61046, Україна, м. Харків, вул. Пожарського, 2/10), e-mail: PolischukOleg@nas.gov.ua, ORCID: 0000-0003-1266-9847

О. Ф. Саленко, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» (03056, Україна, м. Київ, пр. Перемоги, 37), ORCID: 0000-0002-5685-6225

 

Анотація

Розглянуто багатоциклову втому тришарових пластин зі стільниковим заповнювачем, який виготовлено за допомогою адитивних технологій FDM з полілактиду. Як матеріал для верхніх і нижніх обкладинок обрано вуглепластик на базі препрегу марки SIGRAPREG C U200-0/NF-E310/30%. Аналіз втоми тришарових пластин зі стільниковим заповнювачем спирається на їх вібраційні випробування. Для дослідження втомних характеристик полілактиду стільникових заповнювачів виготовлено спеціальні зразки. Втомні характеристики заповнювачів досліджено на тришарових зразках із використанням вуглепластикових обшивок Експеримент супроводжувався скінченно-елементним моделюванням втомних випробувань у програмному комплексі ANSYS. Вивчено втомні властивості тришарових пластин.

 

Ключові слова: стільниковий заповнювач, адитивна технологія FDM, тришарові пластини, втомні випробування, діаграма Веллера.

 

Повний текст: завантажити PDF

 

Література

  1. Matthews N. Additive metal technologies for aerospace sustainment. Aircraft Sustainment and Repair. 2018. P. 845–862. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-100540-8.00015-7.
  2. Boparai K. S., Singh R. Advances in fused deposition modeling. Reference Module in Materials Science and Materials Engineering. 2017. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-803581-8.04166-7.
  3. Xu M., Liu D., Wang P., Zhang Z., Jia H., Lei H., Fang D. In-plane compression behavior of hybrid honeycomb metastructures: Theoretical and experimental studies. Aerospace Science and Technology. 2020. Vol. 106. Paper ID 106081. https://doi.org/10.1016/j.ast.2020.106081.
  4. Chen Y., Li T., Jia Z., Scarpa F., Yao C., Wang L. 3D printed hierarchical honeycombs with shape integrity under large compressive deformations. Materials and Design. 2018. Vol. 137. P. 226–234. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2017.10.028.
  5. Parsons E. M. Lightweight cellular metal composites with zero and tunable thermal expansion enabled by ultrasonic additive manufacturing: Modeling, manufacturing, and testing. Composite Structures. 2019. Vol. 223. Paper ID 110656. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2019.02.031.
  6. Abbadi A., Tixier C., Gilgert J., Azari Z. Experimental study on the fatigue behaviour of honeycomb sandwich panels with artificial defects. Composite Structures. 2015. Vol. 120. Р. 394–405. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2014.10.020.
  7. Belingardi G., Martella P., Peroni L. Fatigue analysis of honeycomb-composite sandwich beams. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. 2007. Vol. 38. Iss. 4. Р. 1183–1191. https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2006.06.007.
  8. Belouettar S., Abbadi A., Azari Z., Belouettar R., Freres P. Experimental investigation of static and fatigue behaviour of composites honeycomb materials using four point bending tests. Composite Structures. 2009. Vol. 87. Iss. 3. Р. 265–273. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2008.01.015.
  9. Jen Y.-M., Ko C.-W., Lin H.-B. Effect of the amount of adhesive on the bending fatigue strength of adhesively bonded aluminum honeycomb sandwich beams. International Journal of Fatigue. 2009. Vol. 31. Iss. 3. Р. 455–462. https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2008.07.008.
  10. Bianchi G., Aglietti G. S., Richardson G. Static and fatigue behaviour of hexagonal honeycomb cores under in-plane shear loads. Applied Composite Materials. 2012. Vol. 19. P. 97–115. https://doi.org/10.1007/s10443-010-9184-5.
  11. Jen Y.-M., Chang L.-Y. Evaluating bending fatigue strength of aluminum honeycomb sandwich beams using local parameters. International Journal of Fatigue. 2008. Vol. 30. Iss. 6. Р. 1103–1114. https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2007.08.006.
  12. Jen Y.-M., Lin H.-B. Temperature-dependent monotonic and fatigue bending strengths of adhesively bonded aluminum honeycomb sandwich beams. Materials and Design. 2013. Vol. 45. Р. 393–406. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2012.09.028.
  13. Cote F., Fleck N. A., Deshpande V. S. Fatigue performance of sandwich beams with a pyramidal core. International Journal of Fatigue. 2007. Vol. 29. Iss. 8. Р. 1402–1412. https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2006.11.013.
  14. Burman M., Zenkert D. Fatigue of undamaged and damaged honeycomb sandwich beams. Journal of Sandwich Structures and Materials. 2000. Vol. 2. Iss. 1. Р. 50–74. https://doi.org/10.1177/109963620000200103.
  15. Abbadi A., Azari Z., Belouettar S., Gilgert J., Freres P. Modelling the fatigue behaviour of composites honeycomb materials (aluminium/aramide fibre core) using four-point bending tests. International Journal of Fatigue. 2010. Vol. 32. Iss. 11. Р. 1739–1747. https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2010.01.005.
  16. Whitworth H. A. A stiffness degradation model for composite laminates under fatigue loading. Composite Structures. 1998. Vol. 40. Iss. 2. Р. 95–101. https://doi.org/10.1016/S0263-8223(97)00142-6.
  17. Boukharouba W., Bezazi A., Scarpa F. Identification and prediction of cyclic fatigue behavior in sandwich panels. Measurement. 2014. Vol. 53. Р. 161–170. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2014.03.041.
  18. Catapano A., Montemurro M. A multi-scale approach for the optimum design of sandwich plates with honeycomb core. Part I: homogenisation of core properties. Composite Structures. 2014. Vol. 118. P. 664–676. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2014.07.057.

 

Надійшла до редакції 11.05.2022