DOI: https://doi.org/10.20535/2521-1943.2018.84.149780

To a procedure of definition of the "equivalent" physico-mechanical characteristics of a honeycomb filler of a composite plate

Konstantin Rudakov, Volodymyr Maslyey

Abstract


Purpose. To fulfil methodical recommendations about definition of "equivalent" physicomechanical characteristics of a metal honeycomb filler of type HEXCEL. Methodology. Carried out calculations by a FEM of six models of a honeycomb filler of type HEXCEL on the basis of a foil 5056-6-23, and also applied engineering formulas. Findings. It is shown, that in need of carrying out of calculations of a honeycomb filler of type HEXCEL as a part of a composit plate by a FEM with high accuracy, rationally and it is enough to apply three-dimensional finite elements of type Solid of the first order of approximation. It is revealed, that the majority of "equivalent" physicomechanical characteristics of the specified filler are defined with high accuracy simple formulas. But not all: modules Yung's boy and are defined with the big errors. Considering, that their parity influences a parity between factors Пуассона and , these modules are necessary for defining on the basis of numerical calculations. Originality. Methodical recommendations about definition of all "equivalent" physicomechanical characteristics of a metal honeycomb filler of type HEXCEL, necessary for thermal and thermoelastic calculations are created.

Keywords


a honeycomb filler; the "equivalent" physicomechanical characteristics; 3D-orthotropy; numerical 3D modelling; FEM; methodical recommendations

References


Ivanov, A.A., Kashin, S.M. and Semenov, V.I. (2000), Novoe pokolenie sotovyh zapolnitelej dlja aviacionno-kosmicheskoj tehniki, [New generation of honeycomb fillers for the aerospace engineering], Jenergoatomizdat, Moscow, Russia.

ECSS E HB 32 20. Part 3A. Structural materials handbook – Part 3: Load transfer and design of joints and design of structures. (2011), available at : http://www.ecss.nl/wp-content/uploads/handbooks/ecss-e-hb/ECSS-E-HB-32-20_Part3A.pdf

Gajdachuk, A.V., Karpikova, O.A., Kondrat'ev, A.V. and Slivinskij, M.V. (2012), Sotovye zapolniteli i panel'nye konstrukcii kosmicheskogo naznachenija, [Honeycomb fillers and panel constructions of space assigning: monography in 2 vol. Vol. 1. Technological imperfections of honeycomb fillers and constructions], monogr, Vol. 2, no. 1, Tehnologicheskie nesovershenstva sotovyh zapolnitelej i konstrukcij, in Gajdachuka A.V. (ed.), Nac. ajerokosm. un-t im. N.E. Zhukovskogo "Har'k. aviac. in-t", Kharkov, Ukraine.

Aleksandrov, A.Ya., Bryukker, L.E., Kurshin, L.M. and others (1965), "About definition of the resulted elastic parametres of honeycomb fillers", In sb. "Raschety elementov aviatsionnykh konstruktsii". Vyp.4. Mashinostroenie., Moscow, Russia, pp. 59-71.

Birgera, I.A. and Panovko, Ja.G. (ed.) (1968), Prochnost', ustojchivost', kolebanija, sprav. Tom 2, [Strength, stability, oscillations : Handbook], vol. 2, Mashinostroenie, Moscow, Russia.

Kobelev, V.N., Kovarskij, L.M. and Timofeev, S.I. (1984), Raschet trehslojnyh konstrukcіj, [Calculation of three-layer constructions: Handbook], Spravochnik, Mashinostroenie, Moscow, Russia.

Endogur, A.I., Vajnberg, M.V. and Ierusalimskij, K.M. (1986), Sotovye konstrukcii. Vybor parametrov i proektirovanie [Honeycomb constructions. Selection of parametres and projection], Mashinostroenie, Moscow, Russia.

Panin, V.F. and Gladkov, Ju.A. (1991), Konstrukcii s zapolnitelem, [Constructions with a filler], Spravochnik, Mashinostroenie,Moscow,Russia.

Gajdachuk, V.E., Kondrat'ev, A.V., Kirichenko, V.V. and Slivinskij, V.I. (2011), Optimal'noe proektirovanie kompozitnyh sotovyh konstrukcij aviakosmicheskoj tehniki, monograf, Nac. ajerokosm. un-t "Har'k. aviac. in-t",Kharkov,Ukraine.

ANSYS Structural Analysis Guide ANSYS Release 12.1. (2009), available at: www.ansys.com

Rudakov, K.N. (2011), FEMAP 10.2.0. Geometricheskoe i konechno-jelementnoe modelirovanie konstrukcij, Kyiv, Ukraine, available at: http://www.cad.dp.ua/stats/FEMAP-102.php

Maslej, V.N., Krishhuk, N.G. and Cybenko, A.S. (2018), "The analysis of performances of simple harmonic motions composite honeycomb-panel the space vehicle scanner", Problemy prochnosti, no. 4. pp. 168-178.

Lehnickij, S.G. (1977), Teorija uprugosti anizotropnogo tela, [Theory of elasticity of an anisotropic body], 2nd ed., Glavnaja redakcija fiz-mat. lit-ry izd-va "Nauka",Moscow,Russia.


GOST Style Citations


  1. Иванов А.А. Новое поколение сотовых заполнителей для авиационно-космической техники / А.А. Иванов, С.М. Кашин, В.И. Семенов. – М. : Энергоатомиздат, 2000. – 436 с.
  2. ECSS‑E‑HB‑32‑20. Part 3А. Structural materials handbook – Part 3: Load transfer and design of joints and design of structures. (2011), available at: http://www.ecss.nl/wp-content/uploads/handbooks/ecss-e-hb/ECSS-E-HB-32-20_Part3A.pdf
  3. Сотовые заполнители и панельные конструкции космического назначения: моногр. В 2 т. Т. 1. Технологические несовершенства сотовых заполнителей и конструкций / А.В. Гайдачук, О.А. Карпикова, А.В. Кондратьев, М.В. Сливинский; под. ред. А. В. Гайдачука. – Х.: Нац. аэрокосм. ун-т им. Н.Е. Жуковского "Харьк. авиац. ин-т",
    2012. – 279 с.
  4. Александров А.Я. Об определении приведенных упругих параметров сотовых заполнителей // Расчеты элементов авиационных конструкций. М.: Машиностроение. ‑ 1965. – № 4. – С. 59-70.
  5. Прочность, устойчивость, колебания : справ. в трех томах. Том 2. // Под ред. И.А. Биргера и Я.Г. Пановко. – М. : Машиностроение, 1968. – 463 с.
  6. Кобелев В.Н. Расчет трехслойных конструкцій : Справочник // В.Н. Кобелев, Л.М. Коварский, С.И. Тимофеев. М. : Машиностроение, 1984. – 304 с.
  7. Ендогур А.И. Сотовые конструкции. Выбор параметров и проектирование / А.И. Ендогур, М.В. Вайнберг, К.М. Иерусалимский – М. : Машиностроение, 1986. – 200 с.
  8. Панин В.Ф. Конструкции с заполнителем: Справочник / В.Ф. Панин, Ю.А.  Гладков // М.: Машиностроение,
    1991. — 272 с.
  9. Оптимальное проектирование композитных сотовых конструкций авиакосмической техники: монограф./ В.Е. Гайдачук, А.В. Кондратьев, В.В. Кириченко, В.И. Сливинский. – Х.: Нац. аэрокосм. ун-т «Харьк. авиац. ин-т»,
    2011. – 172 с.
  10. ANSYS Structural Analysis Guide ANSYS Release 12.1. (2009),available at : www.ansys.com
  11. Рудаков К.Н. FEMAP 10.2.0. Геометрическое и конечно-элементное моделирование конструкций / К.Н.Рудаков // К., 2011. – 317 с., available at: http://www.cad.dp.ua/stats/FEMAP-102.php
  12. Маслей В.Н. Анализ характеристик гармонических колебаний композитной сотопанели сканера космического аппарата / В.Н. Маслей, Н.Г. Крищук, А.С. Цыбенко // Проблемы прочности, ‑ 2018. ‑ № 4. – С. 168-178.
  13. Лехницкий С.Г. Теория упругости анизотропного тела / С.Г. Лехницкий // Изд. 2-е. М. : Главная редакция физ-мат. лит-ры изд-ва "Наука", 1977. – 416 с.




________________

Mechanics and Advanced Technologies

National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute" 

Address: 37, Prospect Peremohy, 03056, Kyiv-56, Ukraine

tel: +380 (44) 204-95-37

http://journal.mmi.kpi.ua/