Моделирование трещиностойкости композиционных материалов
Автор: Гольдштейн Роберт Вениаминович, Перельмутер Михаил Натанович
Журнал: Вычислительная механика сплошных сред @journal-icmm
Статья в выпуске: 2 т.2, 2009 года.
Бесплатный доступ
Предложена модель разрушения композитов и адгезионных соединений, основанная на рассмотрении зоны процесса разрушения вблизи вершины трещины. Полагается, что зона процесса разрушения представляет собой слой конечной длины, содержащий материал с частично нарушенными связями между его отдельными структурными элементами (концевая область), рассматриваемый как часть трещины. Наличие связей между берегами трещины в концевой области моделируется приложением к поверхностям трещины сил сцепления, вызванных присутствием связей. Анализ предельного равновесия трещины в рамках модели концевой области выполняется на основе нелокального критерия разрушения с энергетическим условием продвижения вершины трещины и кинематическим условием для определения продвижения края концевой области трещины и включает: 1) установление зависимости сил сцепления от раскрытия трещины; 2) оценку напряженного состояния вблизи трещины с учетом внешних нагрузок и сил сцепления; 3) определение зависимости критических внешних нагрузок от длины трещины. В работе рассмотрены все перечисленные этапы. Приведены результаты модельных расчетов.
Композиционные материалы, адгезионные соединения, трещины, концевая область, критерии разрушения, трещиностойкость
Короткий адрес: https://sciup.org/14320464
IDR: 14320464
Список литературы Моделирование трещиностойкости композиционных материалов
- Rose L.R.F. Crack reinforcement by distributed springs.//J. Mech. Phys. Solids. -1987. -V. 35, № 4. -P. 383-405
- Cox B.N., Marshall D.B. Concepts for bridged cracks in fracture and fatigue.//Acta metal. mater. -1994. -V. 42, № 2. -P. 341-363.
- Budiansky B., Cui Y.L, On the tensile strength of a fiber-reinforced ceramic composite containing a crack-like flaw//Journal of Mechanics and Physics of Solids. -1994. -V. 42, № 1. -P. 1-19
- Баренблатт Г.И. О равновесных трещинах, образующихся при хрупком разрушении//ПММ. -1959. -Т. 23, вып. 3. -С. 434-444; вып. 4. -С. 706-721; вып. 5. -С. 893-900.
- Леонов М.Я., Панасюк В.В. Развитие мельчайших трещин в твердом теле//Прикл. механика. -1959. -Т. 5, № 4. -С.391-401.
- Dugdale D.S. Yielding of steel sheets containing slits//J. Mech. Phys. Solids. -1960. -V. 8, № 2. -P. 100-104.
- Goldstein R. V., Perelmuter M. N. Modeling of bonding at an interface crack//Int. J. of Fracture. -1999. -V. 99, № 1-2. -P. 53-79.
- Гольдштейн Р.В. Перельмутер М.Н. Трещина на границе соединения материалов со связями между берегами.//Изв. РАН. МТТ. -2001. -№ 1. -C. 94-112.
- Перельмутер М.Н. Критерий роста трещин со связями в концевой области//ПММ. -2007. -Т. 71, вып. 1. -C. 152-171.
- Греков М.А., Морозов Н.Ф. О равновесных трещинах в композитах, армированных однонаправленными волокнами//ПММ. -2006. -Т. 70, вып. 6. -С. 1054-1066.
- Goldstein R.V., Bakirov V.F., Perelmuter M.N. Modeling of the adhesion strength and fracture kinetics of the microelectronic package polymer-polymer joints//Proc. Inst. Phys. Technol., Russian Ac. of Sci. -1997. -V. 13. Modeling and Simulation of Submicron Technology and Devices. -P. 115-125
- Rice J.R., Sih G.C. Plane problems of cracks in dissimilar media//Trans. ASME. J. Appl. Mech. -1965. -V. 32. -P. 218-224.
- Слепян Л.И. Механика трещин. -Л.: Судостроение, 1981. -295с.
- Биргер И.А. Расчет конструкций с учетом пластичности и ползучести.//Изв. АН СССР. Механика. -1965. -№ 2. -C. 113-119.
- Салганик Р.Л. О хрупком разрушении склеенных тел//ПММ. -1963. -Т. 27, вып. 5. -C. 957-962.
- Гольдштейн Р.В. Осипенко Н.М. Балочное приближение в задачах отслоения тонких покрытий//Изв. РАН. МТТ. -2003. -№ 5. -C. 154-163.
- Гольдштейн Р.В. Осипенко Н.М. Моделирование отслоений покрытий при теромомеханическом нагружении в балочном приближении//Изв. РАН. МТТ. -2007. -№ 5. -C. 75-90.
- The special issue: Cohesive models//Eng. Fract. Mech. -2003. -V. 70, № 14. -P. 1741-1987.
