Эффективные упругие свойства стохастических однонаправленных волокнистих композитов при несовершенной адгезии

Abstract

Рассмотрена задача об эффективных упругих свойствах стохастического однонаправленного волокнистого композита с несовершенными условиями контакта матрицы и цилиндрических волокон в виде наличия межфазных пористых слоев, которые рассматриваются как третий компонент. В основу положены стохастические двумерные уравнения упругости для материала с трансверсально-изотропными компонентами. Применяется подход, где трехкомпонентый материал сводится к двухкомпонентному заменой волокон с межфазным слоем эффективными композитными волокнами с эквивалентными или эффективными модулями упругости. Исследованы зависимости эффективных модулей упругости от объемного содержания волокон и пористости межфазных слоев.

Розглянуто задачу про ефективні пружні властивості стохастичного односпрямованого волокнистого композиту з недосконалими умовами контакту матриці і циліндричних волокон у вигляді наявності міжфазних пористих шарів, які розглядаються як третій компонент. В основу покладено стохастичні двовимірні рівняння пружності для матеріалу з трансверсально-ізотропними компонентами. Застосовано підхід, де трикомпонентний матеріал зводиться до двокомпонентного заміною волокон з міжфазним шаром ефективними композитними волокнами з еквівалентними чи ефективними модулями пружності. Досліджено залежність ефективних модулів пружності від об’ємного вмісту волокон і пористості міжфазних шарів.

A problem of effective elastic properties of a stochastic unidirectional fibrous composite is considered. The interface conditions are assumed in the form of the presence of porous interphase layers between the matrix and cylindrical fibers, which are accepted as the third component. An approach, in which the threecomponent material is reduced to a twocomponent one, by replacing the fiber with the interphase layer by a composite fiber with equivalent or effective properties, is used. A dependence of the effective moduli on the volume fractions of fibers and the porosity of interphase layers is investigated.