211 / 397
Материаловедение, динамика и прочность машин и механизмов
211
– деформирование фланца сопровождается значительным изгибом. У фланца, выпол-
ненного из стеклопластика, максимальная деформация составляет 1,6 мм, у стального – 0,06
мм;
– максимальная концентрация напряжений возникает в районе соединения трубки и
основания фланца;
– фланец из стеклопластика не уступает по прочности аналогичному фланцу, выпол-
ненному из стали, но фланец из стеклопластика в 2,5 раза легче, чем фланец из стали.
Литература:
1.
Бохоева Л.А. Исследование устойчивости пластин с дефектами в нелинейной постановке//
Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2008. № 2. С. 22-27.
2.
Аношкин А.Н., Ташкинов А.А. Нестационарные процессы накопления повреждений композитных
фланцев при циклических нагрузках// Механика композитных материалов. 1997. Т. 33. № 5. С. 636−643.
3.
Васильев В.В. Механика конструкций из композиционных материалов. М.: Машиностроение,
1988. 272 с.
4.
Алфутов Н.А., Зиновьев П.А., Попов Б.Г. Расчет многослойных пластин и оболочек из
композиционных материалов. М.: Машиностроение, 1984. 264 с.
5.
Бохоева Л.А., Дамдинов Т.А. Сравнительный анализ расчета разрушения слоистого материала
аналитическим методом с полученными результатами в системе Ansys // Механики ХХI веку. 2006. № 5. С. 200-
202.
Calculation and evaluation of the strength of the composite flange
Bokhoeva L.A.
1,a
, Bairov S.A.
1,b
, Arapova I.A.
1,c
, Kondratieva A.N.
1,d
1
East Siberia State University of Technology and Management,
bldg. 1 40v Klyuchevskaya st., Ulan-Ude,
670013, Russian Federation
a
bohoeva@yandex.ru,
b
bairov.sofron@gmail.com,
c
iraarapowa@yandex.ru, d Lakki-4118@mail.ruKeywords:
flange, composite materials, deformable solids mechanics, mechanics of composite ma-
terials
The paper presents a calculation of the stress-strain state of flanges made of composite material (fi-
berglass) and steel. A 3D flange model is created in the SolidWorks program. To calculate the flange of fi-
berglass, account should be taken of the heterogeneity of the structure and the anisotropy of the material.
With the help of the Mathcad package, the stiffness characteristics (Young's modules, shear modulus, Pois-
son's coefficients) are defined for a multilayer composite consisting of 40 layers, divided into three packets.
These packets differ in the angle of fiber laying in the layers and in the number of layers in the package. The
characteristics of the composite are determined from the known stiffness characteristics of the k-th layer.
The task of calculating the strength of a multilayer flange construction is solved in an axisymmetric formula-
tion using the finite element method in the ANSYS package. The diagrams of stresses and displacements in
the flanges are obtained. A comparative analysis of the results showed that the fiberglass flange is not infe-
rior in strength to a similar flange made of steel.