ЧИСЕЛЬНЕ ОБҐРУНТУВАННЯ ЗАСТОСУВАННЯ ЗМІШАНИХ 3D-МОДЕЛЕЙ ПКМ ПРИ РОЗРАХУНКАХ БОЛТОВИХ З'ЄДНАНЬ

Анотація

У сучасних скінченно-елементних програмах класу PLM є можливість створювати змішані скінченно-елементні моделі шляхом "склеювання". Це дозволяє, зокрема, створювати для розрахунків на ПЕВМ відносно невеликі 3D-моделі полімерних композиційних матеріалів (ПКМ) в болтових з’єднаннях, в яких ПКМ в зонах отворів моделюється пошарово, а за ними – наближено, згідно з теорією "ефективного модуля".

У даному повідомленні проведено обґрунтування можливість застосування змішаних 3D-моделей ПКМ при моделюванні болтових з'єднань шляхом проведення чисельних експериментів для визначення мінімальних розмірів зон більш точного моделювання ПКМ при забезпеченні однакової точності розрахунків.

Створено 20 3D-моделей зразків однозрізного дворядного болтового з’єднання з ПКМ (контактна задача), в яких варіювалася відстань від отвору до границі "склеювання" (5 значень), а також бічний зазор болтів з отворами (4 значення). Незмінними були величина сили стягування пакета та розтягуючи зразок сила. За результатами розрахунків визначені граничні значення напружень: еквівалентних за Мізесом та мінімальних (таблиці).  Побудовані графіки. Зроблено висновки, що застосування змішаних 3D-моделей ПКМ в болтових з’єднаннях можливе, що мінімальну відстань від отвору до границі "склеювання" можна обирати за формулою s>=0.8h, де h – товщина пластини з ПКМ, при відносно невеликих бічних зазорах болт/отвір, або як  s>=(1 … 1.2)h  при максимальних бічних зазорах.

Цей напрямок досліджень потрібно продовжувати, оскільки кількість параметрів впливу значно більша, ніж розглянуто в повідомленні.