Определение полного набора упругих постоянных ортотропного композита по информации о собственных частотах набора образцов

Авторы

  • Соловьев А.Н. Донской государственный технический университет, Ростов-на-Дону, Российская Федерация
  • Шевцов М.Ю. Донской государственный технический университет, Ростов-на-Дону, Российская Федерация

УДК

539.37

Аннотация

В работе рассмотрено несколько методов определения упругих констант анизотропного материала. Описаны как экспериментально-аналитические, так и экспериментально-численные методы. Рассматриваются собственные колебания пластин с различными условиями закрепления и определяется набор резонансных частот, который служит дополнительной информацией для решения обратной коэффициентной задачи. Эти собственные частоты находятся аналитически или в результате численного решения с помощью МКЭ. Обратная коэффициентная задача определения упругих постоянных решается на основе минимизации функционала невязки системы нелинейных алгебраических уравнений.

Ключевые слова:

генетический алгоритм, метод конечных элементов, неразрушающий контроль, упругие постоянные, анизотропный материал

Информация об авторах

Аркадий Николаевич Соловьев

д-р физ.-мат. наук, заведующий кафедрой теоретической и прикладной механики Донского государственного технического университета, профессор кафедры математического моделирования Южного федерального университета

e-mail: solovievarc@gmail.com

Михаил Юрьевич Шевцов

аспирант кафедры теоретической и прикладной механики Донского государственного технического университета

e-mail: mesouug@gmail.com

Библиографические ссылки

  1. Баранов И.В., Ватульян А.О., Соловьев А.Н. Об одном генетическом алгоритме и его применении в обратных задачах идентификации упругих сред // Вычислительные технологии. 2006. Т. 11. № 3. С. 14-26.
  2. Hwang S.-F., Wu J.-C., He R.-S. Identification of effective elastic constants of composite plates based on a hybrid genetic algorithm // Composite Structures. 2009. Vol. 90. P. 217-224.
  3. Liu G.R., Han X., Lam K.Y. A combined genetic algorithm and nonlinear least squares method for material characterization using elastic waves // Comput. Methods Appl. Mech. Engrg. 2002. Vol. 191. P. 1909-1921.
  4. Harb N., Labed N., Domaszewski M., Peyraut F. A new parameter identification method of soft biological tissue combining genetic algorithm with analytical optimization // Comput. Methods Appl. Mech. Engrg. 2011. Vol. 200. P. 208-215.
  5. Muc A., Gurba W. Genetic algorithms and finite element analysis in optimization of composite structures // Composite Structures. 2001. Vol. 54. P. 275-281.
  6. Comellas Ester, Valdez S.I., Oller S., Botello S. Optimization method for the determination of material parameters in damaged composite structures // Composite Structures. 2015. Vol. 122. P. 417-424.
  7. Liu G.R., Han X. Determination of material property of functionally graded cylinder using genetic algorithm // Inverse problems in engineering mechanics III. 2002. P. 117-124.
  8. Hidalgo J. I., Fernandez R., Colmenar J.M., Cioffi F., Risco-Martin J.L., Gonzalez-Doncel G. Using evolutionary algorithms to determine the residual stress profile across welds of age-hardenable aluminum alloys // Applied Soft Computing. 2016. Vol. 40. P. 429-438.
  9. Balasubramaniam K., Rao N.S. Inversion of composite material elastic constants from ultrasonic bulk wave phase velocity data using genetic algorithms // Composites Part B: Engineering. 1998. Vol. 29. No. 2. P. 171-180.
  10. Every A.G. Determination of the elastic constants of anisotropic solids // NDT & E International. 1994. Vol. 27. No. 1. P. 3-10.
  11. Gsell D., Dual J. Non-destructive evaluation of elastic material properties in anisotropic circular cylindrical structures // Ultrasonics. 2004. Vol. 43. P. 123-132.
  12. Zhang H., Lin X., Wang Y., Zhang Q., Kang Y. Identification of elastic-plastic mechanical properties for bimetallic sheets by hybrid-inverse approach // Acta Mechanica Solida Sinica. 2010. Vol. 23. No. 1. P. 29-35.
  13. Eremin A.A., Glushkov E.V., Glushkova N.V., Lammering R. Evaluation of effective elastic properties of layered composite fiber-reinforced plastic plates by piezoelectrically induced guided wavesand laser Doppler vibrometry // Composite Structures. 2015. Vol. 125. P. 449-458.
  14. Zhao J., Qiu J., Ji H. Reconstruction of the nine stiffness coefficients of composites using a laser generation based imaging method // Composites Science and Technology. 2016. Vol. 126. P. 27-34.
  15. Акопьян В.А., Бычков А.А., Рожков Е.В., Соловьев А.Н., Шевцов С.Н. К определению эффективных свойств полимеркомпозитного материала на основе гармонического и модального анализа // Механика композиционных материалов и конструкций. 2008. Т. 14. № 1. С. 35-48.
  16. Победря Б.Е. Механика композиционных материалов. М.: Изд-во МГУ. 1984. 336 c.
  17. Новацкий В. Теория упругости. М.: Мир, 1975. 256 с.
  18. Бояршинов С.В. Основы строительной механики машин. М.: Машиностроение, 1973. 456 с.
  19. AI::Genetic::Pro - Efficient genetic algorithms for professional purpose. Режим доступа: URL: http://search.cpan.org/_strzelec/AI-Genetic-Pro-0.4/lib/AI/Genetic/Pro.pm. (дата обращения 20.04.2016)
  20. The Perl Programming Language. Режим доступа: http://www.perl.org/ (дата обращения 20.04.2016)

Загрузки

Выпуск

2016. № 2

Страницы

69-77

Отправлено

2016-04-12

Опубликовано

2016-06-30

Как цитировать

Соловьев А.Н., Шевцов М.Ю. Определение полного набора упругих постоянных ортотропного композита по информации о собственных частотах набора образцов // Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества. 2016. №2. С. 69-77.

Copyright (c) 2016 Соловьев А.Н., Шевцов М.Ю.

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.