Giảm độ cứng và tiến trình phát triển nứt của các vết nứt ma trận nghiêng trong các laminate composite

Annals of Solid and Structural Mechanics - Tập 1 - Trang 29-40 - 2009
Daniel H. Cortes1, Ever J. Barbero1
1Mechanical and Aerospace Engineering, West Virginia University, Morgantown, USA

Tóm tắt

Một mô hình quy luật được phát triển để dự đoán sự khởi đầu và sự tiến triển của nứt ma trận cũng như sự giảm độ cứng sau đó được xây dựng dưới dạng phân tích. Phương trình này có giá trị cho các laminate đối xứng với chuỗi xếp chồng tuỳ ý còn lại và nứt ma trận theo một hoặc hai hướng. Mô hình đề xuất tính toán sự giảm các đặc tính cơ học của laminate bị hư hại dưới dạng hàm của mật độ nứt. Sự khởi đầu và tiến trình của các vết nứt ma trận được dự đoán dựa trên các đặc tính của lớp chưa bị hư hại và các tỷ lệ giải phóng năng lượng biến dạng tới hạn cho các chế độ I và II (GIC và GIIC). Do đó, không cần phải giả định các hàm tiến trình hư hại và cũng không cần hiệu chỉnh thực nghiệm các tham số vật liệu liên quan. Phương trình của mô hình đã được chuyên biệt hóa cho trường hợp tải unidirectional. So sánh với dữ liệu thực nghiệm cho thấy dự đoán về sự khởi đầu và tiến triển của nứt cho nhiều loại chuỗi xếp chồng laminate khác nhau là rất chính xác. Sự kết hợp giữa quy luật và các phương trình tiến trình hư hại đã tạo thành một mô hình hư hại cơ học tích hợp mà không có tham số điều chỉnh.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Nairn J, Hu S (2004) Matrix microcracking. In: Talreja R (ed) Damage mechanics of composites materials. Elsevier, Amsterdam, pp 187–243

Talreja R (1994) Damage characterization by internal variables. In: Talreja R (ed) Damage mechanics of composite materials. Elsevier Science, Amsterdam, pp 53–78

Varna J, Joffe R, Talreja R (2001) Mixed micromechanics and continuum damage mechanics approach to transverse cracking in [S, 90n]s laminates. Mech Compos Mater 37:115–126