Výpočtové modely pro odhad únavového poškození v kompozitních materiálech při náhodném zatěžování - rešerše

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00010669%3A_____%2F20%3AN0000018" target="_blank" >RIV/00010669:_____/20:N0000018 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

<a href="https://www.vzlu.cz/cs/transfer-vysledku-c4/" target="_blank" >https://www.vzlu.cz/cs/transfer-vysledku-c4/</a>

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Výpočtové modely pro odhad únavového poškození v kompozitních materiálech při náhodném zatěžování - rešerše

Popis výsledku v původním jazyce

Předpis letové způsobilosti AMC 20-29 požaduje průkaz únavové životnosti reálného kompozitového konstrukčního dílu simulací skutečných provozních podmínek, experimentálně či výpočtem. Práce předkládá rešerši používaných výpočtových modelů únavového chování kompozitních materiálů, odvozených na základě výsledků únavových experimentů. Rešerše ukázala, že se používají dva modely únavového chování kompozitů vycházející ze vztahu Minera a ze vztahu Parise. Oba modely jsou popisné: zavedením vhodných parametrů do výchozích modelů jsou původně lineární modely převáděny na modely nelineární s cílem co nejlépe popsat skutečné únavové chování kompozitů. Jak vyplývá z podstaty vztahů Minera a Parise, počty cyklů zatížení je nutno připravit ve formátu jednoparametrických (např. spekter párových rozkmitů) nebo dvouparametrických spekter (např. spekter plných cyklů, vyhodnocených metodou rain-flow). Tím se ztrácí informace o vzájemné posloupnosti jednotlivých zatěžovacích cyklů a ve výsledku řada autorů poukazuje na nejednoznačnost uvedených únavových modelů při zatěžování proměnnou amplitudou. Tato nejednoznačnost výsledků únavových zkoušek se připisuje právě vlivu interakce daného složení kompozitu a charakteristik zatěžovací sekvence. Vedle klasického sčítání přírůstků únavového poškození se proto rozpracovávají metody sledování zbytkové pevnosti v závislosti na počtu aplikovaných zatěžovacích cyklů, což zachovává informaci o pořadí jednotlivých špiček zatížení a mělo by přispět k lepší shodě výpočtových modelů s experimentálními výsledky. Experimentální program je však nákladnější. V závěru je naznačen možný postup pro prvotní ověření citlivosti daného kompozitu na různé sekvence proměnných zatěžování, aby bylo možno zvolit optimální přístup k modelování únavové životnosti daného kompozitního materiálu.

Název v anglickém jazyce

Computational models for estimation of fatigue damage in composite materials under random loading - survey

Popis výsledku anglicky

The airworthiness regulations AMC 20-29 requires proof of fatigue life of a real composite component by simulation of actual operating conditions, experimentally or by calculation. The work presents a search of used computational models of fatigue behaviour of composite materials, based on the results of fatigue experiments. The research showed that two models of fatigue behaviour of composites based on the Miner`s relationship and the Paris`s relationship are used. Both models are descriptive: by introducing appropriate parameters into the initial models, the originally linear models are converted to nonlinear models to best describe the actual fatigue behaviour of the composites. As follows from the nature of the Miner`s or Paris`s relationship, the number of load cycles must be prepared in the format of single-parameter (e.g. pair-oscillation spectra) or two-parameter spectra (e.g. full-cycle spectra evaluated by rain-flow). Consequently, information on the mutual sequence of individual load cycles is lost, and as a result, many authors point out the ambiguity of the mentioned fatigue models when loading with variable amplitude. This ambiguity in the results of fatigue tests is attributed precisely to the influence of the interaction of a given composite composition and the characteristics of the load sequence. Therefore, in addition to the classical summation of fatigue damage increments, methods for monitoring residual strength depending on the number of applied load cycles are being developed, which preserves information about the order of individual load peaks and should contribute to better agreement of calculation models with experimental results. However, the experimental program is more expensive. Finally, a possible procedure for the initial verification of the sensitivity of a given composite to different sequences of load variables is proposed to choose the optimal approach to modelling the fatigue life of a given composite material.

Druh

O - Ostatní výsledky

CEP obor

—

OECD FORD obor

20304 - Aerospace engineering

Projekt

—

Návaznosti

I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace

Rok uplatnění

2020

Kód důvěrnosti údajů

C - Předmět řešení projektu podléhá obchodnímu tajemství (§ 504 Občanského zákoníku), ale název projektu, cíle projektu a u ukončeného nebo zastaveného projektu zhodnocení výsledku řešení projektu (údaje P03, P04, P15, P19, P29, PN8) dodané do CEP, jsou upraveny tak, aby byly zveřejnitelné.