Effective elastic properties of stochastic unidirectional fibrous composites under imperfect adhesion

Abstract

Создание композитных материалов (КМ) с заданными механическими свойствами достигается выбором соответствующих компонентов, геометрических параметров структуры, а также осуществлением оптимального сцепления (адгезии) компонентов на границе их раздела. Идеальное сцепление или совершенный контакт описывается непрерывностью перемещений и поверхностных напряжений на межфазной границе. В действительности межфазная граница представляет собой не поверхность, а переходную зону [1-5] со свойствами, отличными от свойств компонентов. Это обусловлено наличием разрывов различной природы между компонентами, нанесением аппретов на включения для усиления химических связей с матрицей, наличием микропустот, связанных с особенностями технологии и эксплуатации КМ. Поэтому адекватная модель несовершенного контакта матрицы и включений сводится к наличию между ними межфазных слоев, рассматриваемых как третий компонент, который состоит из приповерхностных частей матрицы и включений, аппретов и дефектов в виде микропустот. На поверхностях раздела межфазных слоев с матрицей и включениями выполняются условия совершенного контакта в виде непрерывности перемещений и поверхностных напряжений [3-5].

Effective Elastic Constants of a Fiber Composite With Porous Matrix in Longitudinal Stretch

“…З використанням програмного комплексу ANSYS на основі методу скінченних елементів визначено напружено-деформований стан односпрямованого склопластику із урахуванням міжфазного шару та при його відсутності [7]. В роботі [8] запропоновано дворівневу гомогенізацію трикомпонентного матеріалу, згідно із яким волокно із міжфазним шаром замінюється на ефективні композитні волокна, які характеризуються еквівалентними модулями пружності.…”

“…Компоненти напружено-деформованого стану транстропного волокна визначатимуться, окрім (8), такими співвідношеннями:…”