Экспериментальный и численный анализ сдвиговых характеристик сотовых заполнителей, полученных аддитивными технологиями

Авторы

  • И. И. Деревянко Государственное предприятие «Конструкторское бюро «Южное» им. М. К. Янгеля» (49008, Украина, г. Днепр, ул. Криворожская, 3), Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины (61046, Украина, г. Харьков, ул. Пожарского, 2/10), Ukraine https://orcid.org/0000-0002-1477-3173
  • Б. В. Успенский Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины (61046, Украина, г. Харьков, ул. Пожарского, 2/10), Ukraine
  • К. В. Аврамов Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины (61046, Украина, г. Харьков, ул. Пожарского, 2/10), Харьковский национальный университет радиоэлектроники (61166, Украина, г. Харьков, пр. Науки, 14), Ukraine https://orcid.org/0000-0002-8740-693X
  • А. Ф. Саленко Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского» (03056, Украина, г. Киев-56, пр. Победы, 37), Ukraine https://orcid.org/0000-0002-5685-6225
  • И. В. Библик Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины (61046, Украина, г. Харьков, ул. Пожарского, 2/10), Ukraine https://orcid.org/0000-0002-8650-1134

Аннотация

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.

Биографии авторов

И. И. Деревянко, Государственное предприятие «Конструкторское бюро «Южное» им. М. К. Янгеля» (49008, Украина, г. Днепр, ул. Криворожская, 3), Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины (61046, Украина, г. Харьков, ул. Пожарского, 2/10)

Кандидат технических наук

Б. В. Успенский, Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины (61046, Украина, г. Харьков, ул. Пожарского, 2/10)

Кандидат технических наук

К. В. Аврамов, Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины (61046, Украина, г. Харьков, ул. Пожарского, 2/10), Харьковский национальный университет радиоэлектроники (61166, Украина, г. Харьков, пр. Науки, 14)

Доктор технических наук

А. Ф. Саленко, Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского» (03056, Украина, г. Киев-56, пр. Победы, 37)

Доктор технических наук

Загрузки

Опубликован

2022-01-12

Выпуск

Том 24 № 4 (2021)

Раздел

Динамика и прочность машин

Лицензия

Copyright (c) 2021 И. И. Деревянко, Б. В. Успенский, К. В. Аврамов, А. Ф. Саленко, И. В. Библик

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NoDerivatives» («Атрибуция — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.

Авторы, публикующиеся в этом  журнале, соглашаются со следующими условиями:

  • Авторы оставляют за собой право на авторство своей работы и передают журналу право первой публикации этой работы на условиях лицензионного  договора (соглашения).
  • Авторы имеют право заключать самостоятельно дополнительные договора (соглашения) о неэксклюзивном распространении работы в том виде, в котором она была опубликована этим журналом (например, размещать работу в электронном хранилище учреждения или публиковать в составе монографии), при условии сохранения ссылки на первую публикацию работы в этом журнале.
  • Политика журнала позволяет размещение авторами в сети Интернет (например, в хранилищах учреждения или на персональных веб-сайтах) рукописи работы, как до подачи этой рукописи в редакцию, так и во время ее редакционной обработки, поскольку это способствует возникновению продуктивной научной дискуссии и позитивно отражается на оперативности и динамике цитирования опубликованной работы (см. The Effect of Open Access).