К расчету односрезного болтового соединения на разрывное разрушение ослабленного отверстием сечения композитной пластины

Abstract

Ранее авторами было создано 24 3D-модели (контактная задача) образцов односрезного двурядного болтового соединения (БС) с пластиною из полимерного композиционного материала (ПКМ), в которых варьировались структуры ПКМ (6 вариантов), а также боковой зазор болтов с отверстиями (4 значения). Неизменными были величина силы затягивания болтов БС и сила, растягивающая образец. По результатам расчетов определены распределения напряжений и подсчитаны коэффициенты концентрации напряжений (ККН) в пластинах из ПКМ у отверстий (таблицы, графики). В статье на основе указанных результатов и дополнительных расчетов пришли к следующим выводам: – в статическом прочностном расчете БС на разрыв пластины из ПКМ в ослабленном отверстием сечении, в качестве верхней базовой оценки ККН можно принять значение теоретического ККН у нагруженного болтом отверстия в пластине из ортотропного материала по формуле, предложенной Echavarrı´a-Haller-Salenikovich; – для получения обобщенного ККН, дополнительно учитывающего ряд факторов БС, значение верхней базовой оценки необходимо умножить на коэффициент, учитывающий долю слоев ПКМ, воспринимающую основную часть усилия, а также на предложенные функции влияния величины зазора болт/отверстие, структуры и вторичного изгиба пластины из ПКМ, и еще на коэффициент учета взаимовлияния слоев ПКМ, меньший единицы. Для рассмотренного БС получена оценка последнего коэффициента (0.75-0.8). Уточненное значение этого поправочного коэффициента необходимо получать в дополнительных исследованиях (натурных или численных), что позволит создать базу данных для величин для актуальных в отрасли вариантов силовых болтовых соединений с композитами.

Keywords

• болтовое соединение
• ПКМ
• численное 3D моделирование
• прочность