Anyaghibát tartalmazó rétegelt kompozit lemezek modellezése Python környezetben
A rétegelt kompozit lemezek alkalmazása nagyon széleskörű, a repülőgépipartól a sporteszközökig rengeteg helyen találkozhatunk ilyen szerkezetekkel. Ezen rétegelt lemezek egyik leggyakoribb anyaghibája az ún. delamináció. Ekkor két réteg között megszűnik a ragasztással vagy más eljárással létrehozott kényszerkapcsolat. Ennek hatására az elmozdulásmező és a belső erőrendszer is megváltozik a delamináció nélküli esethez képest.
A dolgozatban egy delaminált kompozit lemez analitikus modelljét készítjük el, melyhez felhasználjuk a Reissner-Mindlin-féle, ún. elsőrendű nyírási deformációs lemezelméletet, illetve az egyenértékű rétegek módszerét. Továbbá a delaminációt tekinthetjük egy térbeli kiterjedésű repedésnek, így a modell törésmechanikai szempontból is vizsgálandó a repedésfront mentén. Ezért, a J-integrál felhasználásával, meghatározzuk a repedésfeszítő erő képletét a vizsgált delaminált lemezmodellhez.
Ezek után a kész modellt alkalmazzuk néhány konkrét példára, amelyeket Python programozási környezetben oldunk meg. Végül az eredményeket összehasonlítjuk a végeselemes számításokkal. A pontos analitikus modell megalkotásának egyik fő célja, hogy kiváltsuk a hosszadalmas végeselemes modellezést, ugyanis ahhoz speciális hálókészítés szükséges, amit minden egyes problémához újra el kell készíteni. Ezzel szemben az analitikus megoldás robusztussága sokkal nagyobb.
Irodalom:
1. J. N. Reddy: Mechanics of Laminated Composite Plates and Shells, , CRC Press, Boca Raton, London, New York, Washington D. C., 2004.
2. Szekrényes András: Nonsingular delamination modeling in orthotropic composite plates by semi-layerwise analysis, Budapest, 2016
3. Kovács Péter Ádám: Aszimmetrikusan delaminált polimer kompozit lemez mechanikai modellezése a Kirchhoff-féle elmélettel, Budapest, 2013
szerző
-
Hauck Bence
Gépészmérnöki mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc)
konzulens
-
Dr. Szekrényes András
egytemi docens, Műszaki Mechanikai Tanszék