مدل سازی میکرومکانیک شکست مواد مرکب با الیاف تک جهته تحت اثر بارگذاری عرضی

مدل میکرومکانیکی برای تحلیل شکست مواد مرکب تقویت شده با الیاف تک جهته در بارگذاری عرضی ارائه می شود که علاوه بر مدل سازی رفتار غیرخطی زمینه در اثر بارگذاری بیش از حد تسلیم آن، قابلیت مدل سازی عیوب ناشی از جدایش بین زمینه و الیاف و ترک های زمینه را دارد. میکروساختار مواد مرکب با استفاده از سلول های واحد و با فرض متناوب بودن میکروساختار توصیف می شود که در آن الیاف به صورت منظم یا غیرمنظم توزیع شده است. مدل میکرومکانیک برای تعیین استحکام عرضی مواد مرکب با زمینه ی آلومینیوم و الیاف کربن استفاده می شود که الیاف با توجه به صلبیت بالای آن ها با مدل الاستیک خطی همسانگرد و زمینه با مدل الاستیک-پلاستیک همسانگرد توصیف می شود. معیار پیدایش عیوب در زمینه براساس معیار حداکثر کرنش اصلی و با توجه به میزان کرنش نهایی ماده ی زمینه توصیف می شود که افزایش تنش اعمالی پس از پیدایش عیب منجر به کاهش سفتی ماده و در نهایت ایجاد ترک در ماده ی زمینه می شود. اتصال بین زمینه با استفاده از مدل چسبناکی توصیف و پیدایش عیوب در آن با توجه به میزان استحکام محوری و برشی اتصال تعیین می شود. مدل میکرومکانیک برای مطالعه ی اثر توزیع هندسی الیاف در میکروساختار، درصد حجمی الیاف، اثر استحکام اتصال بین زمینه و الیاف استفاده شده و نواحی ایجاد عیوب و نحوه ی گسترش آن ها، علاوه بر نمودارهای تنش-کرنش در ماده مرکب تعیین می شود.

کلیدواژه ها:

جدایش زمینه و الیاف ، ترک زمینه ، میکرومکانیک ، استحکام شکست