Modelling of a Sandwich Plate Cross-section with Different Moduli of the Material under Cylindrical Loads

Abstract

A model of three-layer sandwich plate consisting of two layers of composite material connected by an elastic isotropic layer is considered in the paper. Composite layers with different tensile and compression moduli of elasticity are described as an orthotropic material reinforced with parallel carbon fibres. Constitutive equations of the model are based on the generalized rheological method. The energy functional is constructed with the use of the Lagrange variational method which is minimized using the initial stress method and the finite element method. The results of a series of computational experiments are presented wherein the stress-strain state of a vertical section of a plate under the action of cylindrical load is calculated

В работе рассматривается модель трехслойной сэндвич-пластины, состоящей из двух слоев композитного материала, связанного упругой изотропной прослойкой. Слои композитного материала моделируются с учетом различных модулей упругости при растяжении и сжатии и представляют собой ортотропный материал, армированный параллельными углеродными волокнами. Представлена модель на основе обобщенного реологического метода, с помощью которого получены определяющие уравнения. С помощью вариационного метода Лагранжа построен функционал энергии, минимизация которого проведена с использованием метода начальных напряжений и метода конечных элементов. Представлены результаты серии вычислительных экспериментов по расчету напряженно-деформированного состояния вертикального сечения пластины под действием цилиндрической нагрузки