Коэффициенты концентрации напряжений в слое тканого композита с локальными технологическими дефектами при чистом формоизменении
Автор: Дедков Денис Владимирович, Ташкинов Анатолий Александрович
Журнал: Вычислительная механика сплошных сред @journal-icmm
Статья в выпуске: 1 т.6, 2013 года.
Бесплатный доступ
Разработана модель слоя тканого композита с искривленными волокнами и поликристаллической матрицей. При чистом формоизменении на основе численного решения краевых задач методом конечных элементов определены значения коэффициентов концентрации напряжений, вызванной наличием локальных технологических дефектов вида: разрыв волокна основы; разрыв волокон и основы, и утка; закрытая пора. Показано, что с помощью дополнительных технологических операций, обеспечивающих заполнение материалом матрицы образующихся полостей, можно снизить концентрацию напряжений и повысить способность материала сопротивляться внешним силовым нагрузкам. Установлены механизмы, инициирующие разрушение поликристаллической матрицы.
Тканый композит с искривленными волокнами, поликристаллическая матрица, локальный технологический дефект, контакт с трением, разрыв волокна
Короткий адрес: https://sciup.org/14320648
IDR: 14320648 | УДК: 539.3
Stress concentration coefficients of a woven textile composite layer with local processing defects under pure forming conditions
A new model has been developed to simulate a woven textile composite layer with a polycrystalline matrix. Based on the numerical solution of the boundary–value problem by the finite-element method, the values of stress concentration caused by local processing defects (break in a fiber, closed internal pore) in pure forming are obtained. It is shown that application of additional processing operations to fill the formed voids by matrix material can decrease stress concentration and increase the ability of a material to withstand external force loads. The mechanisms responsible for initiation of damages in a polycrystalline matrix are determined.
Список литературы Коэффициенты концентрации напряжений в слое тканого композита с локальными технологическими дефектами при чистом формоизменении
- Суровикин В.Ф., Суровикин Ю.В., Цеханович М.С. Новые направления в технологии получения углерод-углеродных материалов. Применение углерод-углеродных материалов//Российский химический журнал. -2007. -Т. LI, № 4. -С. 111-119.
- Lomov S.V., Ivanov D.S., Verpoest I., Zako M., Kurashiki T., Nakai H., Hirosawa S. Meso-FE modelling of textile composites: Road map, data flow and algorithms//Compos. Sci. Technol. -2007. -V. 67, N. 9. -P. 1870-1891.
- Verpoest I., Lomov S.V. Virtual textile composites software WiseTex: Integration with micro-mechanical, permeability and structural analysis//Compos. Sci. Technol. -2005. -V. 65, N. 15-16 Spec. Iss. -P. 2563-2574.
- Shokrieh M.M., Lessard L.B. Progressive fatigue damage modeling of composite materials, Part II: Material characterization and model verification//J. Compos. Mater. -2000. -V. 34, N. 13. -P. 1081-1116.
- Nishikawa Y., Okubo K., Fujii T., Kawabe K. Fatigue crack constraint in plain-woven CFRP using newly-developed spread tows//Int. J. Fatigue. -2006. -V. 28, N. 10. -P. 1248-1253.
- Hufenbach W., Błażejewski W., Kroll L., Böhm R., Gude M., Czulak A. Manufacture and multiaxial test of composite tube specimens with braided glass fibre reinforcement//J. Mater. Process. Tech. -2005. -V. 162-163. -P. 65-70.
- Иманкулова А.С. Текстильные композиты. -Б.: Издательский центр «МОК», 2005. -152 с.
- Bergeaud V., Lefebvre V., Rossignon E. SALOME 6. The Open Source integration platform for numerical simulations. -2012. http://salome-platform.org/user-section/salome-brochure (дата обращения: 11.02.2013).
- Abbas M. Discrete formulation of the contact-friction. -2011. -55 p. (URL: http://www.code-aster.org/V2/doc/v10/en/man_r/r5/r5.03.50.pdf)
- Тарнопольский Ю.М., Розе А.В., Жигун И.Г., Гуняев Г.М. Конструкционные особенности материалов, армированных высокомодульными волокнами//Механика полимеров. -1971. -№ 4. -С. 676-685.
- Матвеенко В.П., Федоров А.Ю. Оптимизация геометрии составных упругих тел как основа совершенствования методик испытаний на прочность клеевых соединений//Вычисл. мех. сплош. сред. -2011. -Т. 4, № 4. -С. 63-70.
