Aircraft composite structures integrated approach: a review

Abstract

This paper presents a comprehensive program for modelling airframe structures made of composite materials using the finite element method. The purpose of this study is to apply the comprehensive approach to the creation of models in accordance with the main directions of numerical modelling. The “computational and experimental research pyramid” and its relationship with the complex modelling program are presented. Methods for calculating aggregates and structures using micromechanics, static, dynamic and resource strength methods are described, as well as the influence of the manufacturing cycle on the final performance of a product made of a composite material. This integrated approach allows one to optimize all the stages in the design process of the aircraft. Using this approach, one can replace part of the certification tests with modelling according to the “computational and experimental research pyramid”, which will reduce the cost of certification tests.

Моделирование Смятия Композитного Материала Методами Вычислительной Микромеханики

“…В настоящем исследовании численная модель образца, выполненная на микромеханическом уровне, позволяет зафиксировать эффекты кинкинга, приводящие к потере несущей способности образца. Дополнение натурных испытаний моделированием является в настоящее время распространенным и развивающимся подходом [18][19][20]. Так называемые виртуальные испытания, производимые, как правило, с использованием метода конечных элементов, служат удобным инструментом в подготовке испытаний, интерпретации результатов и выявлении таких свойств материала и конструкций, которые затруднительно и нерентабельно получать лабораторными испытаниями.…”