Исследование устойчивости трёхслойных композитных оболочек: математическое и физическое моделирование; экспериментально-теоретический анализ

С.Н. Сухинин

 (ЦНИИмаш)

 Рассматриваются трехслойные оболочки с многослойными композитными несущими слоями и легкими заполнителями. Для конкретности представлено исследование в наиболее характерном случае – нагружение цилиндрических оболочек осевыми сжимающими усилиями. Жесткостные свойства композитных трехслойных оболочек с многослойными несущими слоями в общем случае определяются десятками параметров, что затрудняет выбор математической модели и получение приемлемых формул для расчёта критических усилий. В результате анализа установлены три определяющие обобщенные жесткости трехслойной композитной оболочки: обобщенная жесткость несущих слоёв, обобщенная жесткость трехслойной оболочки, обобщенная жесткость трёхслойной оболочки на поперечный сдвиг.

 Через эти обобщенные жесткости выражены критические усилия в трехслойных композитных оболочках, критерии применяемости различных математических моделей и погрешности применения этих моделей.

 Для назначения и обоснования поправочных эмпирических коэффициентов необходимо провести комплекс экспериментальных исследований на физических моделях. По причине большого многообразия жесткостных параметров трехслойных композитных оболочек проектирование и изготовление их физических моделей требует постановки и решения специальной задачи. Такая задача была решена путем сопоставления обобщенных жесткостей натурной конструкции и физической модели. В результате сформулированы требования к трехслойным композитным моделям, адекватно отражающих сопротивление натурного изделия.

 Проведен статистический анализ результатов сравнения теоретических и имеющихся экспериментальных данных.