Расчет НДС и оценка прочности композитного фланца стеклопластикового кожуха авиационного газотурбинного двигателя

Abstract

Проведен расчет и исследование напряженно-деформированного состояния типичного фланцевого узла композитного кожуха авиационного двигателя. Рассмотрен торцевой стеклопластиковый фланец с участком обшивки кожуха и резонансными ячейками. Задача анизотропной теории упругости для неоднородной многослойной конструкции фланца решалась в осесимметричной постановке с помощью метода конечных элементов в пакете ANSYS. Выполнен анализ полей напряжений на межслойных поверхностях в наиболее нагруженных зонах и зонах концентрации напряжений. Исследована сходимость численного решения задачи, даны рекомендации по выбору конечно-элементной сетки. Построены эпюры напряжений в наиболее нагруженных участках фланца. Показано, что наиболее опасными, определяющими начало разрушения фланца, являются отрывающие межслойные напряжения. Получены оценки запасов статической прочности фланца при расслоении и разрыве силовых слоев.