Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Dynamic analysis of sandwich composites

Jakub Wilk

Abstract

The aim of the work was discussion and comparison of methods of modeling sandwich composite structures for the analysis of dynamic phenomena using the finite element method. Within the scope of work there are presentation of possible ways of modeling composites, discussion and comparison of the possibilities of dynamic analysis of such materials and a practical example of transient processes present an the aircraft engine fan cowl. Any considerations of the numerical calculations were based on the capabilities of the program MSC Nastran. The first section discusses the methods of modeling sandwich composites, dif-fering in degree of complexity of the discrete model, and finite element types used. The possibilities of applied solutions were analyzed which included their effectiveness and the degree of correspondence to the actual structure. The considerations are summa-rized in the application of the presented methods in static analysis. In the further course of the paper the possibilities of performing dynamic analy-sis of sandwich composites using the finite element method were discussed. Dynamic comparative analyzes were carried out using three methods of modeling sandwich com-posites and the results were compared to the external data. Attempt was made to assess the possibility of dynamic analysis of these structures using MSC Nastran software. As a summary, the transient dynamic analysis of the engine fan cowl subjected to variable internal pressure war conducted. The behavior of composite sandwich struc-tures under dynamic load was examined using the different ways of discrete modeling offered by finite element method. The specification of the turbofan engine CFM 56-5A1 with the thrust of 25 000 lbf (ok 110 kN ) was used as the initial data. All numerical analyzes presented in this paper were carried out using MSC Nas-tran 2011 by MSC Software. For preprocessing and postprocessing of the results MSC Patran 2011 by MSC Software was used.
Record ID
WUTccdbdb33dc734053ad5c9c571be3a03c
Diploma type
Master of Science
Author
Jakub Wilk (FPAE/IAAM) Jakub Wilk,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Title in Polish
Analiza dynamiczna kompozytów przekładkowych
Supervisor
Adam Dacko (FPAE/IAAM) Adam Dacko,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Certifying unit
Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Affiliation unit
The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)
Study subject / specialization
, Mechanika i Budowa Maszyn
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
29-10-2012
Issue date (year)
2012
Pages
112
Internal identifier
MEL; PD-2011
Reviewers
Piotr Czarnocki (FPAE/IAAM) Piotr Czarnocki,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE) Adam Dacko (FPAE/IAAM) Adam Dacko,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Keywords in Polish
kompozyty przekładkowe, MES, modelowanie, analiza dynamiczna
Abstract in Polish
Celem pracy było omówienie oraz porównanie sposobów modelowania prze-kładkowych struktur kompozytowych na potrzeby analizy zjawisk dynamicznych meto-dą elementów skończonych. Zakres pracy objął przedstawienie stosowanych sposobów modelowania kompozytów, omówienie i porównanie możliwości analizy dynamicznej z nimi związanych oraz praktyczny przykład analizy procesów nieustalonych występują-cych podczas eksploatacji w masce silnika lotniczego. Wszelkie rozważania dotyczące obliczeń numerycznych oparte zostały na możliwościach programu MSC Nastran. W pierwszej części omówione zostały sposoby modelowania kompozytów przekładkowych, różniące się stopniem złożoności modelu dyskretnego oraz zastoso-wanymi rodzajami elementów skończonych. Przeanalizowano możliwości zastosowa-nych rozwiązań, ich efektywność oraz stopień odwzorowania rzeczywistej struktury. Rozważania zostały podsumowane kilkoma przykładami zastosowania zaprezentowa-nych sposobów w analizie statycznej. W dalszym toku pracy omówiono możliwości przeprowadzania analizy dyna-micznej kompozytów przekładkowych metodą elementów skończonych. Przeprowa-dzono dynamiczne analizy porównawcze z wykorzystaniem trzech sposobów modelo-wania kompozytów przekładkowych, których wyniki przedstawiono na tle danych ze-wnętrznych. Podjęto próbę oceny możliwości analizy dynamicznej omawianych struktur przy użyciu oprogramowania MSC Nastran. Jako podsumowanie pracy przeprowadzono analizę procesów nieustalonych w masce silnika lotniczego, poddanej zmiennemu ciśnieniu wewnętrznemu. Zbadano za-chowanie się struktur z kompozytów przekładkowych pod działaniem obciążenia dy-namicznego wykorzystując różne sposoby modelowania dyskretnego z użyciem metody elementów skończonych. Jako dane początkowe wykorzystano specyfikację silnika tur-bowentylatorowego CFM 56-5A1 o ciągu (ok ). Wszelkie analizy numeryczne prezentowane w poniższej pracy zostały prze-prowadzone przy użyciu programu MSC Nastran 2011 firmy MSC Software. Do przygo-towania pliku wejściowego oraz do prezentacji wyników wykorzystano program MSC Patran 2011 tego samego producenta.
File
  • File: 1
    Analiza dynamiczna kompozytów przekładkowych.pdf
Request a WCAG compliant version

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/master/WUTccdbdb33dc734053ad5c9c571be3a03c/
URN
urn:pw-repo:WUTccdbdb33dc734053ad5c9c571be3a03c

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page