Experimental and Numerical Analysis of the Shear Properties of Honeycomb Cores Produced Using Additive Technologies
An approach to the experimental and computational study of the shear properties of honeycomb cores (HC) produced using Fused Deposition Modeling (FDM) technology is proposed. The experimental approach is based on a new sample type for testing HCs for shear. This sample contains two HCs and three ste...
Saved in:
| Date: | 2022 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | English Russian |
| Published: |
Інститут енергетичних машин і систем ім. А. М. Підгорного Національної академії наук України
2022
|
| Online Access: | https://journals.uran.ua/jme/article/view/248515 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Energy Technologies & Resource Saving |
Institution
Energy Technologies & Resource Saving| id |
oai:ojs.journals.uran.ua:article-248515 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Energy Technologies & Resource Saving |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2022-01-12T10:56:09Z |
| collection |
OJS |
| language |
English Russian |
| format |
Article |
| author |
Деревянко, И. И. Успенский, Б. В. Аврамов, К. В. Саленко, А. Ф. Библик, И. В. |
| spellingShingle |
Деревянко, И. И. Успенский, Б. В. Аврамов, К. В. Саленко, А. Ф. Библик, И. В. Experimental and Numerical Analysis of the Shear Properties of Honeycomb Cores Produced Using Additive Technologies |
| author_facet |
Деревянко, И. И. Успенский, Б. В. Аврамов, К. В. Саленко, А. Ф. Библик, И. В. |
| author_sort |
Деревянко, И. И. |
| title |
Experimental and Numerical Analysis of the Shear Properties of Honeycomb Cores Produced Using Additive Technologies |
| title_short |
Experimental and Numerical Analysis of the Shear Properties of Honeycomb Cores Produced Using Additive Technologies |
| title_full |
Experimental and Numerical Analysis of the Shear Properties of Honeycomb Cores Produced Using Additive Technologies |
| title_fullStr |
Experimental and Numerical Analysis of the Shear Properties of Honeycomb Cores Produced Using Additive Technologies |
| title_full_unstemmed |
Experimental and Numerical Analysis of the Shear Properties of Honeycomb Cores Produced Using Additive Technologies |
| title_sort |
experimental and numerical analysis of the shear properties of honeycomb cores produced using additive technologies |
| title_alt |
Экспериментальный и численный анализ сдвиговых характеристик сотовых заполнителей, полученных аддитивными технологиями Експериментальний та чисельний аналіз зсувних характеристик стільникових заповнювачів, отриманих адитивними технологіями |
| description |
An approach to the experimental and computational study of the shear properties of honeycomb cores (HC) produced using Fused Deposition Modeling (FDM) technology is proposed. The experimental approach is based on a new sample type for testing HCs for shear. This sample contains two HCs and three steel plates. Shear tests are carried out in the TiraTest 2300 universal tensile testing machine. The HCs are made of ULTEM 9085 and PLA with FDM technology, which is implemented in the 3D Fortus 900 system. The tests resulted in obtaining the shear properties of the HCs by averaging the stress-strain curves of five samples. As follows from the analysis of the experimental results, brittle destruction of an HC is observed. Before its destruction, the value of shear deformation for samples made of PLA was 0.0134, and for samples made of ULTEM, 0.0257. The experimental analysis was accompanied by numerical finite element (FE) modeling of shear experiments, taking into account the deformation of the equipment. With the FE modeling of the experiments, to describe the behavior of the samples, it is necessary to take into account the influence, on the measurements of the shear properties, of the equipment and the deformation of each honeycomb cell. The deformation of three plates was taken into account; the elastic properties of the adhesive joint were not taken into account. A computer model of the deformation of the HCs with equipment was built using ANSYS Design Modeler. With FE modeling, only the elastic behavior of the HCs was considered. |
| publisher |
Інститут енергетичних машин і систем ім. А. М. Підгорного Національної академії наук України |
| publishDate |
2022 |
| url |
https://journals.uran.ua/jme/article/view/248515 |
| work_keys_str_mv |
AT derevânkoii experimentalandnumericalanalysisoftheshearpropertiesofhoneycombcoresproducedusingadditivetechnologies AT uspenskijbv experimentalandnumericalanalysisoftheshearpropertiesofhoneycombcoresproducedusingadditivetechnologies AT avramovkv experimentalandnumericalanalysisoftheshearpropertiesofhoneycombcoresproducedusingadditivetechnologies AT salenkoaf experimentalandnumericalanalysisoftheshearpropertiesofhoneycombcoresproducedusingadditivetechnologies AT biblikiv experimentalandnumericalanalysisoftheshearpropertiesofhoneycombcoresproducedusingadditivetechnologies AT derevânkoii éksperimentalʹnyjičislennyjanalizsdvigovyhharakteristiksotovyhzapolnitelejpolučennyhadditivnymitehnologiâmi AT uspenskijbv éksperimentalʹnyjičislennyjanalizsdvigovyhharakteristiksotovyhzapolnitelejpolučennyhadditivnymitehnologiâmi AT avramovkv éksperimentalʹnyjičislennyjanalizsdvigovyhharakteristiksotovyhzapolnitelejpolučennyhadditivnymitehnologiâmi AT salenkoaf éksperimentalʹnyjičislennyjanalizsdvigovyhharakteristiksotovyhzapolnitelejpolučennyhadditivnymitehnologiâmi AT biblikiv éksperimentalʹnyjičislennyjanalizsdvigovyhharakteristiksotovyhzapolnitelejpolučennyhadditivnymitehnologiâmi AT derevânkoii eksperimentalʹnijtačiselʹnijanalízzsuvnihharakteristikstílʹnikovihzapovnûvačívotrimanihaditivnimitehnologíâmi AT uspenskijbv eksperimentalʹnijtačiselʹnijanalízzsuvnihharakteristikstílʹnikovihzapovnûvačívotrimanihaditivnimitehnologíâmi AT avramovkv eksperimentalʹnijtačiselʹnijanalízzsuvnihharakteristikstílʹnikovihzapovnûvačívotrimanihaditivnimitehnologíâmi AT salenkoaf eksperimentalʹnijtačiselʹnijanalízzsuvnihharakteristikstílʹnikovihzapovnûvačívotrimanihaditivnimitehnologíâmi AT biblikiv eksperimentalʹnijtačiselʹnijanalízzsuvnihharakteristikstílʹnikovihzapovnûvačívotrimanihaditivnimitehnologíâmi |
| first_indexed |
2025-07-17T12:02:38Z |
| last_indexed |
2025-07-17T12:02:38Z |
| _version_ |
1850411809467531264 |
| spelling |
oai:ojs.journals.uran.ua:article-2485152022-01-12T10:56:09Z Experimental and Numerical Analysis of the Shear Properties of Honeycomb Cores Produced Using Additive Technologies Экспериментальный и численный анализ сдвиговых характеристик сотовых заполнителей, полученных аддитивными технологиями Експериментальний та чисельний аналіз зсувних характеристик стільникових заповнювачів, отриманих адитивними технологіями Деревянко, И. И. Успенский, Б. В. Аврамов, К. В. Саленко, А. Ф. Библик, И. В. An approach to the experimental and computational study of the shear properties of honeycomb cores (HC) produced using Fused Deposition Modeling (FDM) technology is proposed. The experimental approach is based on a new sample type for testing HCs for shear. This sample contains two HCs and three steel plates. Shear tests are carried out in the TiraTest 2300 universal tensile testing machine. The HCs are made of ULTEM 9085 and PLA with FDM technology, which is implemented in the 3D Fortus 900 system. The tests resulted in obtaining the shear properties of the HCs by averaging the stress-strain curves of five samples. As follows from the analysis of the experimental results, brittle destruction of an HC is observed. Before its destruction, the value of shear deformation for samples made of PLA was 0.0134, and for samples made of ULTEM, 0.0257. The experimental analysis was accompanied by numerical finite element (FE) modeling of shear experiments, taking into account the deformation of the equipment. With the FE modeling of the experiments, to describe the behavior of the samples, it is necessary to take into account the influence, on the measurements of the shear properties, of the equipment and the deformation of each honeycomb cell. The deformation of three plates was taken into account; the elastic properties of the adhesive joint were not taken into account. A computer model of the deformation of the HCs with equipment was built using ANSYS Design Modeler. With FE modeling, only the elastic behavior of the HCs was considered. Предложен подход к экспериментально-расчетному исследованию сдвиговых характеристик сотовых заполнителей, изготовленных с помощью моделирования путем послойного наплавления (FDM). В основе экспериментального подхода лежит новый вид образца для испытания сотовых заполнителей на сдвиг. Этот образец содержит два сотовых заполнителя и три стальные пластинки. Испытания на сдвиг проводятся в универсальной разрывной машине TiraTest 2300. Сотовые заполнители изготавливаются из материалов ULTEM 9085 и PLA с помощью технологии FDM, которая реализуется в 3D-системе Fortus 900. В результате испытаний получены сдвиговые характеристики сотовых заполнителей путем осреднения кривых деформирования пяти образцов. Как следует из анализа экспериментальных результатов, наблюдается хрупкое разрушение сотового заполнителя. Перед его разрушением величина деформации сдвига для образцов из PLA составляла 0,0134, а для образцов из ULTEM – 0,0257. Экспериментальный анализ сопровождался численным конечно-элементным моделированием экспериментов на сдвиг с учетом деформации оснастки. При конечно-элементном моделировании экспериментов для описания поведения образцов необходимо учитывать влияние на измерения сдвиговых характеристик оснастки и деформирование каждой ячейки сотовых заполнителей. Учитывалось деформирование трех пластин; упругие свойства клеевого соединения не учитывались. Компьютерная модель деформирования сот с оснасткой была построена в ANSYS Design Modeler. При конечно-элементном моделировании рассматривалось только упругое поведение сотовых заполнителей. Запропоновано підхід до експериментально-розрахункового дослідження зсувних характеристик стільникових заповнювачів, виготовлених за допомогою моделювання шляхом пошарового наплавлення (FDM). адитивною технологією FDM. В основі експериментального підходу лежить новий вид зразка для випробування стільникових заповнювачів на зсув. Цей зразок містить два стільникових заповнювача і три сталеві пластинки. Випробування на зсув проводяться в універсальній розривній машині TiraTest 2300. Стільникові заповнювачі виготовляються з матеріалів ULTEM 9085 і PLA за допомогою технології FDM, яка реалізується в 3D-системі Fortus 900. В результаті випробувань отримані характеристики зсуву стільникових заповнювачів через усереднення кривих деформування п'яти зразків. Як випливає з аналізу експериментальних результатів, спостерігається крихке руйнування стільникового заповнювача. Перед його руйнуванням величина деформації зсуву для зразків з матеріалу PLA становила 0,0134, а для зразків з матеріалу ULTEM – 0,0257. Експериментальний аналіз супроводжувався чисельним скінченно-елементним моделюванням експериментів на зсув з урахуванням деформації оснащення. При скінченно-елементному моделюванні експериментів для опису поведінки зразків необхідно враховувати вплив на вимірювання зсувних характеристик оснащення і деформування кожної комірки стільникових заповнювачів. Враховувалося деформування трьох пластин; пружні властивості клейового з’єднання не враховувалися. Комп'ютерна модель деформування стільників з оснащенням була побудована в ANSYS Design Modeler. При скінченно-елементному моделюванні розглядалася тільки пружна поведінка стільникових заповнювачів. Інститут енергетичних машин і систем ім. А. М. Підгорного Національної академії наук України 2022-01-12 Article Article application/pdf application/pdf https://journals.uran.ua/jme/article/view/248515 Journal of Mechanical Engineering; Vol. 24 No. 4 (2021); 71-76 Проблемы машиностроения; Том 24 № 4 (2021); 71-76 Проблеми машинобудування; Том 24 № 4 (2021); 71-76 2709-2992 2709-2984 en ru https://journals.uran.ua/jme/article/view/248515/248464 https://journals.uran.ua/jme/article/view/248515/248465 Copyright (c) 2021 И. И. Деревянко, Б. В. Успенский, К. В. Аврамов, А. Ф. Саленко, И. В. Библик http://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0 |