Phân bố ứng suất nhiệt trong các vật liệu composit gia cường bằng sợi orthotropic đối xứng trục với các bề mặt tương tác nhiều lớp

Journal of Materials Science - Tập 38 - Trang 2963-2970 - 2003
L. H. You1
1College of Mechanical Engineering, Chongqing University, Chongqing City, People's Republic of China

Tóm tắt

Bằng cách coi các vật liệu composite có bề mặt tương tác nhiều lớp như một tập hợp hình trụ gồm nhiều hình trụ tròn đồng trục, một mô hình đã được phát triển để tính toán ứng suất nhiệt trong các vật liệu composite này có sợi gia cường orthotropic đối xứng trục một cách phân tích. Mô hình đã phát triển được sử dụng để xem xét ảnh hưởng của tỷ lệ thể tích của các thành phần cũng như các đặc tính cơ học và vật lý của các lớp bề mặt tương tác đến ứng suất nhiệt trong các vật liệu composite. Đối với các vật liệu composite được gia cường bằng các loại sợi orthotropic đối xứng trục khác nhau, các ảnh hưởng của tỷ lệ thể tích của các thành phần đến ứng suất trong các vật liệu composite là khác nhau. Sự đa dạng về các đặc tính cơ học và vật lý của các lớp bề mặt tương tác có thể thay đổi lớn phân bố ứng suất trong các vật liệu composite. Do đó, việc thiết kế hợp lý tỷ lệ thể tích của các thành phần cũng như các đặc tính cơ học và vật lý của các lớp bề mặt tương tác có thể giúp giảm ứng suất nhiệt trong các vật liệu composite và cải thiện sự không đồng nhất nhiệt của chúng dưới tải nhiệt.

Từ khóa

#ứng suất nhiệt #vật liệu composite #sợi orthotropic #bề mặt tương tác #tỷ lệ thể tích

Tài liệu tham khảo

M. Y. Wu, J. Wadsworth and O. D. Sherby, Metall. Trans. A, Phys. Metall. and Mater. Sci. 18A (1987) 451. G. S. Daehn and G. Gonzalez-Doncel, ibid. 20A (1989) 2355. S. M. Pickard and B. Derby, Acta. Metall. et Mater. 38 (1990) 2537. H. Zhang, G. S. Daehn and R. H. Wagoner, Scripta Metall. et Mater. 24 (1990) 2151. G. Garmong, Metall. Trans. 5 (1974) 2199. M. A. Wright, Metall. Trans. A, Phys. Metall. and Mater. Sci. 6A (1975) 129. S. Yoda, N. Kurihara, K. Wakashima and S. Umekawa, ibid. 9A (1978) 1229. S. Yoda, K. Takahashi, K. Wakashima and S. Umekawa, ibid. 10A (1979) 1796. J. Aboudi, Int. J. Eng. Sci. 23 (1985) 773. T. Fujita, M. J. Pindera and C. T. Herakovich, in “Thermal and Mechanical Behavior of Metal Matrix and Ceramic Matrix Composites, ASTM STP 1080,” edited by J. M. Kennedy, H. H. Moeller and W. S. Johnson (American Society for Testing and Materials, Philadelphia, PA, 1990) p. 165. P. K. Brindley, R. A. Mackay and P. A. Bartolotta, NASA Technical Memorandum 103279, Lewis Research Center, 1990. W. S. Johnson, S. J. Lubowinski and A. L. Highsmith, in “ASTM STP 1080,” edited by J. M. Kennedy, H. H. Moeller and W. S. Johnson (American Society for Testing and Materials, Philadelphia, PA, 1990) p. 193. N. J. Pagano and G. P. Tandon, Comp. Sci. and Tech. 31 (1988) 273. Idem., ibid. 38 (1990) 247. Y. Mikata and M. Taya, J. Comp. Mater. 19 (1985) 554. Y. Mikata, T. Takahashi, S. K. Su and Y. Uchida, Bull. Chem. Soc. Jpn. 60 (1987) 2593. H. Zhang, P. M. Anderson and G. S. Daehn, Metall. and Mater. Trans. A 25A (1994) 415. L. H. You and S. Long, Composites Part A 29A (1998) 1185. L. H. You, S. Long and L. Rohr, J. Appl. Mech., Trans. Amer. Soc. Mech. Eng. 66 (1999) 750. W. B. Avery and C. T. Herakovich, ibid. 53 (1986) 751. J. A. Dicarlo, in “International Conference on Whisker-and Fiber-Toughened Ceramics,” edited by R. A. Bradley, D. E. Clark, D. S. Larsen and J. Q. Stiegler (USA, ASM International Metals Park, OH, 1988) p. 1. F. E. Wawner, in “Fibre Reinforcements for Composite Materials,” edited by A. R. Bunsell (Amsterdam, Elsevier, The Netherlands, 1988) p. 371. B. A. Lerch, D. R. Hull and T. A. Leonhardt, NASA Technical Memorandum 100938, Lewis Research Center, 1988. C. M. Warwick and T. W. Clyne, J. Mater. Sci. 26 (1991) 3817. M. J. Pindera, A. D. Freed and S. M. Arnold, Int. J. Solids and Struc. 30 (1993) 1213.