Details

Title: Моделирование пропитки армирующей ткани и численное прогнозирование проницаемости с учетом сдвига волокон: выпускная квалификационная работа магистра: направление 03.04.01 «Прикладные математика и физика» ; образовательная программа 03.04.01_04 «Экспериментальная и вычислительная теплофизика»
Creators: Балашов Марк Денисович
Scientific adviser: Плетнев Александр Александрович
Organization: Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. Физико-механический институт
Imprint: Санкт-Петербург, 2022
Collection: Выпускные квалификационные работы; Общая коллекция
Subjects: Математическое моделирование; инфузиия; преформа; армирующая ткань; проницаемость; infusion; preform; reinforcing fabric; permeability
UDC: 519.876.5
Document type: Master graduation qualification work
File type: PDF
Language: Russian
Level of education: Master
Speciality code (FGOS): 03.04.01
Speciality group (FGOS): 030000 - Физика и астрономия
DOI: 10.18720/SPBPU/3/2022/vr/vr22-1621
Rights: Доступ по паролю из сети Интернет (чтение)
Record key: ru\spstu\vkr\17006

Allowed Actions:

Action 'Read' will be available if you login or access site from another network

Group: Anonymous

Network: Internet

Annotation

Тема выпускной квалификационной работы: «Моделирование пропитки армирующей ткани и численное прогнозирование проницаемости с учетом сдвига волокон». Данная работа посвящена численному моделированию процесса инфузии (пропитки) смолой тканого композитного материала в программном пакете Ansys Fluent. Основной целью работы является моделирование пропитки армирующей ткани и численное прогнозирование проницаемости с учетом сдвига волокон ткани. Для этого решались следующие задачи: 1. Разработка CAD модели, созданной в программном пакете Solid Works, и ее импорт в Ansys Fluent. 2. Настройка элементов модели и проведение расчетов. 3. Анализ полученных результатов и верификация модели с использованием экспериментальных данных. 4. Написание скрипта на языке программирования Python для автоматизации расчетов и упрощения отладки модели. Работа выполнена на базе научного центра мирового уровня "Передовые цифровые технологии" СПбПУ, где автору работы были предоставлены необходимые программные продукты и вычислительные мощности. На первом этапе работы в программных пакетах LS-Dyna и Solid Works выполнено создание подробной модели и моделирования драпировки образца ткани. На втором этапе в программном пакете Ansys Fluent выполнен расчет проницаемости образца ткани, полученного во время драпировки, проведена верификация результатов расчета по экспериментальным данным. Для автоматизации расчетов и легкой отладки модели с использованием внутренних библиотек LS-Dyna и Ansys-Fluent был разработан скрипт на языке программирования Python. Показано, что созданная численная модель принадлежащей калибровке способна удовлетворительно предсказывать различные режимы деформации и растяжения армирующей ткани, и моделировать ее проницаемость при пропитке (инфузии), наблюдаемые во время экспериментов.

Topic of the final qualification work: "Modeling the impregnation of reinforcing fabric and numerical prediction of permeability, taking into account fiber shear". This work is devoted to the numerical simulation of the process of infusion (impregnation) of a woven composite material with resin in the Ansys Fluent software package. The main purpose of the work is to simulate the impregnation of a reinforcing fabric and numerical prediction of permeability, taking into account the shear of fabric fibers. For this, the following tasks were solved: 1. Development of a CAD model created in the Solid Works software package and its import into Ansys Fluent. 2. Setting up model elements and performing calculations. 3. Analysis of the obtained results and verification of the model using experimental data. 4. Writing a script in the Python programming language to automate calculations and simplify model debugging. The work was carried out on the basis of the world-class scientific center "Advanced Digital Technologies" of St. Petersburg Polytechnic University, where the author of the work was provided with the necessary software products and computing power. At the first stage of work in the LS-Dyna and Solid Works software packages, a detailed model and simulation of the drapery of a fabric sample was created. At the second stage, the permeability of the fabric sample obtained during draping was calculated in the Ansys Fluent software package, and the calculation results were verified using experimental data. To automate calculations and easily debug the model using the internal libraries LS-Dyna and Ansys-Fluent, a script was developed in the Python programming language. It is shown that the created numerical model of the gauge is capable of satisfactorily predicting various modes of deformation and stretching of the reinforcing fabric, and modeling its permeability during impregnation (infusion), observed during experiments.

Document access rights

Network User group Action
ILC SPbPU Local Network All Read
External organizations N2 All Read
External organizations N1 All
Internet Authorized users SPbPU Read
Internet Authorized users (not from SPbPU, N2) Read
Internet Authorized users (not from SPbPU, N1)
-> Internet Anonymous

Usage statistics

stat Access count: 0
Last 30 days: 0
Detailed usage statistics