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Benchmark of wrinkling formulae and methods for pre-sizing of aircraft lightweight sandwich structures

Authors :
Michele D'Ottavio
Olivier Polit
Bruno Castanié
Christophe Bouvet
M. Ginot
Elixir Aircraft
Laboratoire Energétique Mécanique Electromagnétisme (LEME)
Université Paris Nanterre (UPN)
Institut Clément Ader (ICA)
Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace (ISAE-SUPAERO)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT École nationale supérieure des Mines d'Albi-Carmaux (IMT Mines Albi)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)
Elixir Aircraft (FRANCE)
Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-IMT École nationale supérieure des Mines d'Albi-Carmaux (IMT Mines Albi)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace (ISAE-SUPAERO)
Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE)
Ecole nationale supérieure des Mines d'Albi-Carmaux - IMT Mines Albi (FRANCE)
Institut National des Sciences Appliquées de Toulouse - INSA (FRANCE)
Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace - ISAE-SUPAERO (FRANCE)
Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE)
Université Paris Ouest Nanterre La Défense (FRANCE)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT École nationale supérieure des Mines d'Albi-Carmaux (IMT Mines Albi)
Source :
Composite Structures, Composite Structures, 2021, 273, pp.114387. ⟨10.1016/j.compstruct.2021.114387⟩, Composite Structures, Elsevier, 2021, 273, pp.114387. ⟨10.1016/j.compstruct.2021.114387⟩
Publication Year :
2021
Publisher :
HAL CCSD, 2021.

Abstract

Sandwich structures are widely used in many industrial applications and especially in light aviation. The local buckling phenomenon named “wrinkling” is one of the primary causes of compressive failure of such structures. Its calculation is a difficult practical problem since this phenomenon cannot be captured by the GFEM (Global Finite Element Model) classically used for aircraft structure sizing. Therefore, pre-sizing involves the use of a wrinkling model, which can be found in the literature. In practice, such models are used with high safety factors by the industry. This paper proposes an evaluation of analytical wrinkling formulas in an industrial setting. Realistic applications involve a framework (3D stress state, orthotropy, skin asymmetry) far from the assumptions on which most of the analytical formulations are based. The case study is a sandwich composite beam subjected to uni-axial compressive load. Limitations and assumptions of the analytical wrinkling models studied are quantified and a discussion on the relevance of using simple formulas for the design of sandwich structured composites is developed.

Details

Language :
English
ISSN :
02638223
Database :
OpenAIRE
Journal :
Composite Structures, Composite Structures, 2021, 273, pp.114387. ⟨10.1016/j.compstruct.2021.114387⟩, Composite Structures, Elsevier, 2021, 273, pp.114387. ⟨10.1016/j.compstruct.2021.114387⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....677dc10a1307102d5509a105f54f2192
Full Text :
https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2021.114387⟩