ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Естественные науки». 2012
5
УДК 539.3
Ю. И. Д и м и т р и е н к о, А. П. С о к о л о в,
С. В. С б о р щ и к о в
МОДЕЛИРОВАНИЕ МИКРОРАЗРУШЕНИЯ
ТКАНЕВЫХ КОМПОЗИТОВ
Предложена математическая модель процессов микроразруше-
ния тканевых композиционных материалов, основанная на мето-
де асимптотического усреднения и конечно-элементном решении
локальных задач на ячейках периодичности. В качестве крите-
рия прочности матрицы используется модифицированная мо-
дель Писаренко—Лебедева, а критерия прочности армирующих
нитей — двухуровневая модель повреждаемости пучка моново-
локон. Модель обеспечивает определение зоны распространения
микроразрушения в композите при изменении действующей
нагрузки. Приведены численные примеры, показывающие воз-
можности разработанной модели для численного исследования
процессов микроразрушения тканевых композитов.
Е-mail:
dimit.bmstu@gmail.com
Ключевые слова
:
композиты, микроразрушение, численное моделиро-
ваниие, метод конечных элементов, метод асимптотического усред-
нения, углепластики, критерий прочности, повреждаемость
.
Тканевые композиты относятся к наиболее распространенным
типам композиционных материалов. Их широко применяют в аэро-
космической технике, судостроении, электротехнической промыш-
ленности и других отраслях. Одной из проблем, с которой сталкива-
ются конструкторы — разработчики изделий из тканевых компози-
тов, является сложность экспериментального определения полного
комплекса необходимых характеристик этих материалов. Обычно из
них изготовляют тонкостенные оболочечные или панельные кон-
струкции. Чтобы определить упругие и прочностные характеристики
этих материалов в поперечном направлении по отношению к укладке
слоев ткани и при межслоевом сдвиге в плоскости в таких конструк-
циях, приходится применять только косвенные экспериментальные
методы (методы изгиба коротких балок, растяжения надрезанных об-
разов и т. п.) ввиду отсутствия принципиальной технической возмож-
ности проведения прямых экспериментов. В результате полученные
данные, как правило, не обеспечивают желаемой достоверности ин-
формации о свойствах тканевых композитов.
МОДЕЛИРОВАНИЕ В НАУКЕ О МАТЕРИАЛАХ