Mechanical Properties of Thermoplastic Variable-Angle Composite Laminations for Conical Shells

• Published in: Проблемы прочности
• Date: 2014
• Main Authors: Han, Z.Y., Li, Y.H., Fu, H.Y.
• Format: Article
• Language: English
• Published: Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України 2014
• Subjects: Научно-технический раздел
• Online Access: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/112708
• Journal Title: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Cite this: Mechanical Properties of Thermoplastic Variable-Angle Composite Laminations for Conical Shells / Z.Y. Han, Y.H. Li, H.Y. Fu // Проблемы прочности. — 2014. — № 2. — С. 147-155. — Бібліогр.: 11 назв. — англ.

Thermoplastic composite automated fiber placement
 technology, as one of the extreme manufacturing
 technologies for large or extra large
 composite components with complex surface
 shapes, has been widely used in the field of
 aerospace vehicles. This paper takes 8 lamination
 groups with different initial placement angles
 generated by the conical shell variable
 angle placement algorithm as research objects.
 Variable angle placement algorithm for conical
 shell and finite element model establishment
 method for thermoplastic composite laminations
 of variable angle with different initial
 placement angles are presented. Static, modal
 and buckling analyses are conducted for each
 group. The results show that stress-strain relation,
 modal and buckling strength of
 variable-angle laminations vary regularly with
 the initial placement angle. Технология автоматической укладки термопластичного композитного волокна, являющаяся
 одной из радикальных технологий получения больших или очень больших компонентов композитов с комплексными формами поверхности, широко используется в авиационно-космической промышленности. В качестве объектов исследования использовали восемь групп слоистых материалов с различными углами конструктивного размещения, которые были созданы с
 помощью алгоритма размещения переменного угла конической оболочки. Представлены алгоритм размещения переменного угла для конической оболочки и модель на основе метода
 конечных элементов для термопластичных слоистых композитов с переменным углом. Для
 каждой группы материалов проведены статистический анализ, исследование методом разложения по собственным формам и расчет устойчивости. Установлено, что зависимость
 напряжение–деформация, модальная прочность и прочность при продольном изгибе слоистых
 материалов с переменным углом периодически изменяются в зависимости от угла конструктивного размещения. Технологія автоматичного укладання термопластичного композитного волокна, що є
 однією з радикальних технологій отримання великих або дуже великих компонентів
 композитів із комплексними формами поверхні, широко використовується в авіаційно-космічній промисловості. Об’єктом дослідження слугували вісім груп шаруватих
 матеріалів із різними кутами конструктивного розміщення, які отримано за допомогою алгоритма розміщення змінного кута конічної оболонки. Представлено алгоритм
 розміщення змінного кута для конічної оболонки і модель на основі методу скінченних елементів для термопластичних шаруватих композитів зі змінним кутом. Для
 кожної групи матеріалів проведено статистичний аналіз, дослідження методом розкладання за власними формами і розрахунок стійкості. Установлено, що залежність
 напруження–деформація, модальна міцність і міцність при поздовжньому згині шаруватих матеріалів зі змінним кутом періодично змінюються в залежності від кута конструктивного розміщення.