Experimental Finding of Dynamic Deformation Fields in Metal and Composite Plates Under Impact

Nikhamkin, Mikhail; Voronov, Leonid; Болотов, Б П

doi:10.15593/perm.mech/2015.2.06

Cited by 4 publications

(4 citation statements)

References 6 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Исследование проводилось в лаборатории динамической прочности ГТД Пермского национального исследовательского университета на специально разработанной баллистической экспериментальной установке на базе пневматической пушки [31][32] (рис. 2).…”

Section: методика экспериментовunclassified

“…В некоторых работах для исследования повреждений использовалась рентгеновская томография [15][16][17]30]. Для измерения динамической деформации перспективным является метод цифровой корреляции изображений Digital Image Correlation-DIC) [31,32].…”

Section: Introductionunclassified

See 1 more Smart Citation

Experimental Study of Impact Damage of Carbon-Epoxy Plastic for Aviation Structures

Voronov¹,

Coles²,

Nikhamkin³

et al. 2018

PNRPU Aerospace Engineering Bulletin

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

1 Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, Россия 2 Вольфсоновская инженерная школа механики и производства Университет Лафборо, графство Лестершир, Великобритания ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ БАЛЛИСТИЧЕСКОГО ПОВРЕЖДЕНИЯ УГЛЕПЛАСТИКА, ИСПОЛЬЗУЕМОГО В АВИАСТРОЕНИИ Представлены результаты экспериментального исследования баллистического повреждения широко используемого в авиастроении слоистого углепластика на основе углеродной ткани и эпоксидного связующего. Методика исследования состоит в динамическом нагружении исследуемой пластины-образца при высокоскоростном столкновении со снарядом-ударником и определении полей динамических деформаций на поверхности пластины, а также в анализе внешних и внутренних повреждений образца. Исследовались деформации и повреждения, вызванные ударами двух типов снарядов: твердый (сталь) и фрагментируемый (лед) со скоростями до 500 м/с. Исследование проводилось на специальной установке на базе пневматической пушки и двух высокоскоростных видеокамер. Для получения полей динамических деформаций образцов использовался метод корреляции цифровых изображений. Для исследования повреждения внутри образцов использовалась трехмерная рентгеновская компьютерная томография.В результате проведенного исследования получены количественные экспериментальные данные о закономерностях баллистического деформирования и повреждения углепластика. Твердые ударники создают локализованное повреждение пластин вплоть до сквозного пробивания, тогда как удар фрагментируемым снарядом того же размера даже при существенно большей кинетической энергии не приводит к сквозному повреждению. В случае удара льдом может возникать обширное скрытое повреждение в виде расслоения ламината, которое при последующей эксплуатации детали может привести к ее поломке. Для обоих типов ударников и при различных уровнях их кинетической энергии поле динамических деформаций на тыльной поверхности пластины имеет две характерные зоны: круглая зона растягивающих деформаций в центре и кольцевая область сжимающих деформаций вокруг нее.Полученные количественные экспериментальные данные о закономерностях повреждения, пространственном распределении и изменении во времени динамических деформаций могут быть использованы для разработки и проверки математических моделей баллистического повреждения слоистых углепластиков.Ключевые слова: баллистическое повреждение, композиты армированные волокном, рентгеновская томография, динамическая деформация, метод корреляции цифрового изображения Laminated carbon fiber reinforced composite widely used in aviation and made from an equally strong carbon fabric and epoxy binder ballistic damaging is presented.The method of investigation consists in the dynamic loading of the plate-specimen during a high-speed collision with a projectile, determining the fields of dynamic deformations on the surface of the plate and analysis of external and internal damage of specimen. Deformations and damaging of two types of projectiles were investigated: solid (steel) and fragmenting (ice) with speed...

show abstract

Section: методика экспериментовunclassified

Section: Introductionunclassified

Experimental Study of Impact Damage of Carbon-Epoxy Plastic for Aviation Structures

Voronov¹,

Coles²,

Nikhamkin³

et al. 2018

PNRPU Aerospace Engineering Bulletin

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…ɋ ɩɨɦɨɳɶɸ ɦɟɬɨɞɚ DIC ɦɨɠɧɨ ɚɧɚɥɢɡɢɪɨɜɚɬɶ ɢɡɦɟɧɟɧɢɟ ɩɨ-ɥɟɣ ɞɟɮɨɪɦɚɰɢɣ ɩɨ ɤɨɧɬɪɚɫɬɧɨɦɭ ɪɟɥɶɟɮɭ ɨɛɪɚɡɰɚ, ɚ ɬɚɤɠɟ ɨɰɟɧɢɬɶ ɫɬɟɩɟɧɶ ɞɟɮɨɪɦɚɰɢɢ, ɦɨɦɟɧɬ ɢ ɦɟɫɬɨ ɟɟ ɥɨɤɚɥɢɡɚɰɢɢ ɧɚ ɦɚɤɪɨɭɪɨɜɧɟ. Ⱦɥɹ ɚɧɚɥɢɡɚ ɩɨɥɟɣ ɩɟɪɟɦɟɳɟɧɢɣ ɦɟɬɨ-ɞɨɦ DIC ɬɪɟɛɭɟɬɫɹ ɩɪɟɞɜɚɪɢɬɟɥɶɧɚɹ ɩɨɞɝɨɬɨɜɤɚ ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɢ ɢɫɫɥɟɞɭɟɦɵɯ ɨɛɴɟɤɬɨɜ [22][23][24], ɜ ɫɜɹɡɢ ɫ ɱɟɦ ɧɚ ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɶ ɨɛɪɚɡɰɚ ɧɚɧɟɫɟɧɨ ɤɨɧɬɪɚɫɬɧɨɟ ɦɟɥɤɨɞɢɫɩɟɪɫɧɨɟ ɩɨɤɪɵ-ɬɢɟ, ɞɚɥɟɟ ɨɛɪɚɡɟɰ ɭɫɬɚɧɚɜɥɢɜɚɥɫɹ ɜ ɫɩɟɰɢɚɥɶɧɭɸ ɨɫɧɚɫɬɤɭ ɞɥɹ ɢɫɩɵɬɚɧɢɣ (ɫɦ. ɪɢɫ.…”

Section: ɇɟɬɨɞɢɤɢ ɷɤɫɩɟɪɢɦɟɧɬɚɥɶɧɵɯ ɢɫɫɥɟɞɨɜɚɧɢɣunclassified

“…Ⱦɢɚɝɪɚɦɦɚ ɧɚɝɪɭɠɟɧɢɹ ɩɨɫɬɪɨɟɧɚ ɩɨ ɞɚɧɧɵɦ ɜɢɞɟɨɫɢɫɬɟɦɵ ɫ ɢɫɩɨɥɶɡɨɜɚɧɢɟɦ ɜɢɪɬɭ-ɚɥɶɧɨɝɨ ɷɤɫɬɟɧɡɨɦɟɬɪɚ [3,24], ɩɪɢ ɷɬɨɦ ɭɱɢɬɵɜɚɥɢɫɶ ɬɨɥɶɤɨ ɩɟɪɟɦɟɳɟɧɢɹ ɜ ɪɚɛɨɱɟɣ ɡɨɧɟ ɨɛɪɚɡɰɚ.…”

Section: ɋɟɡɭɥɶɬɚɬɵ ɢɫɩɵɬɚɧɢɣmentioning

confidence: 99%

Experimental Investigation of Defects Influence on Composites Sandwich Panels Strength Using Digital Image Correlation and Infrared Thermography Methods

et al. 2015

View full text Add to dashboard Cite

Ʌɨɛɚɧɨɜ Ⱦ.ɋ., ȼɢɥɶɞɟɦɚɧ ȼ.ɗ., ɋɩɚɫɤɨɜɚ ȿ.Ɇ., ɑɢɯɚɱɟɜ Ⱥ.ɂ. ɗɤɫɩɟɪɢɦɟɧɬɚɥɶɧɨɟ ɢɫɫɥɟɞɨɜɚɧɢɟ ɜɥɢɹɧɢɹ ɞɟɮɟɤɬɨɜ ɧɚ ɩɪɨɱɧɨɫɬɶ ɤɨɦɩɨɡɢɬɧɵɯ ɩɚɧɟɥɟɣ ɦɟɬɨɞɚɦɢ ɤɨɪɪɟɥɹɰɢɢ ɰɢɮɪɨɜɵɯ ɢɡɨɛɪɚɠɟɧɢɣ ɢ ɢɧɮɪɚɤɪɚɫɧɨɣ ɬɟɪɦɨɝɪɚɮɢɢ // ȼɟɫɬɧɢɤ ɉɟɪɦɫɤɨɝɨ ɧɚɰɢɨɧɚɥɶɧɨɝɨ ɢɫɫɥɟɞɨɜɚɬɟɥɶɫɤɨɝɨ ɩɨɥɢɬɟɯɧɢɱɟɫɤɨɝɨ ɭɧɢɜɟɪɫɢɬɟɬɚ. Ɇɟɯɚɧɢɤɚ. -2015Ɇɟɯɚɧɢɤɚ. - . -ʋ 4. -ɋ. 159-170. DOI: 10.15593/perm.mech/2015 Lobanov D.S., Wildemann V.E., Spaskova E. M., Chikhachev A.I. Experimental investigation of the defects influence on the composites sandwich panels strength with use digital image correlation and infrared thermography methods. PNRPU Mechanics Bulletin. 2015. No. 4. Pɪ. 159-170. DOI: 10.15593/perm.mech/2015 ɋɬɚɬɶɹ ɩɨɫɜɹɳɟɧɚ ɷɤɫɩɟɪɢɦɟɧɬɚɥɶɧɨɦɭ ɢɫɫɥɟɞɨɜɚɧɢɸ ɜɥɢɹɧɢɹ ɞɟɮɟɤɬɨɜ ɧɚ ɨɫɬɚɬɨɱɧɭɸ ɩɪɨɱɧɨɫɬɶ ɤɨɧɫɬɪɭɤɰɢɣ ɢɡ ɤɨɦɩɨɡɢɰɢɨɧɧɵɯ ɦɚɬɟɪɢɚɥɨɜ, ɚ ɬɚɤɠɟ ɜɨɡ-ɦɨɠɧɨɫɬɢ ɩɪɢɦɟɧɟɧɢɹ ɥɨɤɚɥɶɧɵɯ ɪɟɦɨɧɬɧɨ-ɜɨɫɫɬɚɧɨɜɢɬɟɥɶɧɵɯ ɨɩɟɪɚɰɢɣ.Ɉɛɴɟɤɬɚɦɢ ɢɫɫɥɟɞɨɜɚɧɢɹ ɹɜɥɹɸɬɫɹ ɤɨɧɫɬɪɭɤɬɢɜɧɨ-ɩɨɞɨɛɧɵɟ ɷɥɟɦɟɧɬɵ, ɨɛɪɚɡɰɵ ɡɜɭɤɨɩɨɝɥɨɳɚɸɳɢɯ ɩɚɧɟɥɟɣ (ɩɚɧɟɥɢ ɁɉɄ) ɫ ɢɫɤɭɫɫɬɜɟɧɧɨ ɧɚɧɟɫɟɧɧɵɦ ɞɟɮɟɤɬɨɦ ɬɢɩɚ ɫɤɜɨɡɧɨɝɨ ɩɪɨɛɨɹ, ɩɨɫɥɟ ɥɨɤɚɥɶɧɨɝɨ ɪɟɦɨɧɬɚ. Ɉɛɪɚɡɰɵ-ɩɚɧɟɥɢ ɢɡɝɨɬɨɜɥɟɧɵ ɢɡ ɫɟɪɢɣɧɵɯ ɦɚɬɟɪɢɚɥɨɜ ɩɨ ɫɟɪɢɣɧɨɣ ɬɟɯɧɨɥɨɝɢɢ ɢɡ ɩɪɟɩɪɟɝɚ ɫɬɟɤɥɨɬɟɤɫɬɨɥɢɬɚ.ɂɫɫɥɟɞɨɜɚɧɢɹ ɩɪɨɜɨɞɢɥɢɫɶ ɧɚ ɭɧɢɜɟɪɫɚɥɶɧɨɣ ɷɥɟɤɬɪɨɦɟɯɚɧɢɱɟɫɤɨɣ ɫɢɫɬɟɦɟ Instron 5982 ɢ ɫɟɪɜɨɝɢɞɪɚɜɥɢɱɟɫɤɨɣ Instron 8801. Ⱦɥɹ ɚɧɚɥɢɡɚ ɧɚɩɪɹɠɟɧɧɨ-ɞɟɮɨɪɦɢ-ɪɨɜɚɧɧɨɝɨ ɫɨɫɬɨɹɧɢɹ ɞɟɮɨɪɦɢɪɭɟɦɵɯ ɷɥɟɦɟɧɬɨɜ ɜ ɪɚɛɨɬɟ ɢɫɩɨɥɶɡɭɟɬɫɹ ɛɟɫɤɨɧɬɚɤɬ-ɧɚɹ ɬɪɟɯɦɟɪɧɚɹ ɰɢɮɪɨɜɚɹ ɨɩɬɢɱɟɫɤɚɹ ɫɢɫɬɟɦɚ Vic-3D, ɦɚɬɟɦɚɬɢɱɟɫɤɢɣ ɚɩɩɚɪɚɬ ɤɨ-ɬɨɪɨɣ ɨɫɧɨɜɚɧ ɧɚ ɦɟɬɨɞɟ ɤɨɪɪɟɥɹɰɢɢ ɰɢɮɪɨɜɵɯ ɢɡɨɛɪɚɠɟɧɢɣ (DIC). Ⱦɥɹ ɤɨɧɬɪɨɥɹ ɜɧɭɬɪɟɧɧɟɣ ɝɟɨɦɟɬɪɢɢ ɨɛɪɚɡɰɚ ɢ ɨɰɟɧɤɢ ɜɨɡɦɨɠɧɵɯ ɞɟɮɟɤɬɨɜ ɨɫɭɳɟɫɬɜɥɹɥɚɫɶ ɬɟɩ-ɥɨɜɚɹ ɞɟɮɟɤɬɨɫɤɨɩɢɹ ɫ ɩɨɦɨɳɶɸ ɢɧɮɪɚɤɪɚɫɧɨɣ ɬɟɩɥɨɜɢɡɢɨɧɧɨɣ ɫɢɫɬɟɦɵ FLIR SC7000. ɉɪɟɞɥɨɠɟɧɵ ɦɟɬɨɞɢɤɢ ɫɨɜɦɟɫɬɧɨɝɨ ɢɫɩɨɥɶɡɨɜɚɧɢɹ ɢɫɩɵɬɚɬɟɥɶɧɵɯ ɢ ɢɡɦɟ-ɪɢɬɟɥɶɧɵɯ ɫɢɫɬɟɦ ɩɪɢ ɩɪɨɜɟɞɟɧɢɢ ɫɬɚɬɢɱɟɫɤɢɯ ɢ ɰɢɤɥɢɱɟɫɤɢɯ ɢɫɩɵɬɚɧɢɣ.Ɇɟɯɚɧɢɱɟɫɤɢɟ ɢɫɩɵɬɚɧɢɹ ɞɥɹ ɫɪɚɜɧɟɧɢɹ ɩɪɨɜɟɞɟɧɵ ɧɚ ɨɛɪɚɡɰɚɯ ɩɚɧɟɥɟɣ ɁɉɄ ɩɪɢ ɫɬɚɬɢɱɟɫɤɨɦ ɪɚɫɬɹɠɟɧɢɢ ɢ ɩɪɢ ɫɬɚɬɢɱɟɫɤɨɦ ɪɚɫɬɹɠɟɧɢɢ ɫ ɩɪɟɞɜɚɪɢɬɟɥɶɧɵɦ ɰɢɤɥɢɱɟɫɤɢɦ ɧɚɝɪɭɠɟɧɢɟɦ ɫ ɪɟɝɢɫɬɪɚɰɢɟɣ ɩɨɥɟɣ ɞɟɮɨɪɦɚɰɢɣ ɢ ɬɟɪɦɨɝɪɚɦɦ. ɋ ɰɟɥɶɸ ɚɧɚɥɢɡɚ ɦɟɯɚɧɢɡɦɨɜ ɪɚɡɪɭɲɟɧɢɹ ɨɛɪɚɡɰɚ-ɩɚɧɟɥɢ ɜ ɪɚɛɨɬɟ ɩɪɟɞɫɬɚɜɥɟɧɵ ɞɢɚɝɪɚɦɦɵ, ɩɨɫɬɪɨɟɧɧɵɟ ɜ ɩɪɨɰɟɫɫɟ ɢɫɩɵɬɚɧɢɣ ɧɚ ɫɬɚɬɢɱɟɫɤɨɟ ɪɚɫɬɹɠɟɧɢɟ. ɉɨ ɩɨɥɭɱɟɧɧɵɦ ɷɤɫɩɟɪɢɦɟɧɬɚɥɶɧɵɦ ɞɚɧɧɵɦ ɫ ɜɢɞɟɨɫɢɫɬɟɦɵ ɢɫɫɥɟɞɨɜɚɧɚ ɷɜɨɥɸɰɢɹ ɧɟɨɞɧɨɪɨɞɧɵɯ ɩɨɥɟɣ ɩɪɨɞɨɥɶɧɵɯ ɢ ɩɨɩɟɪɟɱɧɵɯ ɞɟɮɨɪɦɚɰɢɣ ɧɚ ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɢ ɨɛ-ɪɚɡɰɨɜ-ɩɚɧɟɥɟɣ ɫ ɡɚɥɟɱɟɧɧɵɦ ɞɟɮɟɤɬɨɦ ɩɪɢ ɫɬɚɬɢɱɟɫɤɨɦ ɧɚɝɪɭɠɟɧɢɢ, ɚ ɬɚɤɠɟ ɩɪɢ ɰɢɤɥɢɱɟɫɤɢɯ ɢɫɩɵɬɚɧɢɹɯ. ɋ ɩɨɦɨɳɶɸ ɢɧɮɪɚɤɪɚɫɧɨɣ ɬɟɩɥɨɜɢɡɢɨɧɧɨɣ ɫɢɫɬɟɦɵ ɪɟ-ɝɢɫɬɪɢɪɨɜɚɥɢɫɶ ɜɧɭɬɪɟɧɧɹɹ ɫɬɪɭɤɬɭɪɚ, ɩɪɨɰɟɫɫɵ ɪɚɡɜɢɬɢɹ ɞɟɮɟɤɬɨɜ, ɚ ɬɚɤɠɟ ɪɚɫ-ɩɪɟɞɟɥɟɧɢɟ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪ ɧɚ ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɢ ɢɫɩɵɬɵɜɚɟɦɨɝɨ ɨɛɪɚɡɰɚ. © ɉɇɂɉɍɄɥɸɱɟɜɵɟ ɫɥɨɜɚ: ɷɤɫɩɟɪɢɦɟɧɬɚɥɶɧɚɹ ɦɟɯɚɧɢɤɚ, ɤɨɦɩɨɡɢɰɢɨɧɧɵɟ ɦɚɬɟɪɢɚɥɵ, ɦɟɬɨɞɢɤɢ ɢɫɩɵɬɚɧɢɣ, ɦɟɬɨɞ ɤɨɪɪɟɥɹɰɢɢ ɰɢɮɪɨɜɵɯ ɢɡɨɛɪɚɠɟɧɢɣ, ɢɧɮɪɚɤɪɚɫɧɚɹ ɬɟɩɥɨɜɢɡɢɨɧɧɚɹ ɫɢɫɬɟɦɚ, ɨɰɟɧɤɚ ɪɚɛɨɬɨɫɩɨɫɨɛɧɨɫɬɢ, ɩɚɧɟɥɢ ɁɉɄ, ɥɨɤɚɥɶɧɵɣ ɪɟɦɨɧɬ ɜɨɥɨɤɧɢɫɬɵɯ ɤɨɦɩɨɡɢɬɨɜ, ɰɢɤɥɢɱɟɫɤɢɟ ɢɫɩɵɬɚɧɢɹ, ɢɫɩɵɬɚɧɢɹ ɧɚ ɪɚɫɬɹɠɟɧɢɟ © Ʌɨɛɚɧɨɜ Ⱦɦɢɬɪɢɣ ɋɟɪɝɟɟɜɢɱ -ɦɥɚɞɲɢɣ ɧɚɭɱɧɵɣ ɫɨɬɪɭɞɧɢɤ, e-mail: cem.lobanov@gmail.com ȼɢɥɶɞɟɦɚɧ ȼɚɥɟɪɢɣ ɗɪɜɢɧɨɜɢɱ -ɞɨɤ...

show abstract

Impact damage in woven carbon fibre/epoxy laminates: analysis of damage and dynamic strain fields

Coles

Roy

Voronov

et al. 2017

Procedia Engineering

View full text Add to dashboard Cite

Experimental Finding of Dynamic Deformation Fields in Metal and Composite Plates Under Impact

Cited by 4 publications

References 6 publications

Experimental Study of Impact Damage of Carbon-Epoxy Plastic for Aviation Structures

Experimental Study of Impact Damage of Carbon-Epoxy Plastic for Aviation Structures

Experimental Investigation of Defects Influence on Composites Sandwich Panels Strength Using Digital Image Correlation and Infrared Thermography Methods

Impact damage in woven carbon fibre/epoxy laminates: analysis of damage and dynamic strain fields

Contact Info

Product

Resources

About