Рис. 7. Зависимость межслойных сдвиговых напряжений от расстояния до
кромки материала для ячеек представительного объема
Представляется гораздо более целесообразным проводить измерения
с помощью навесных экстензометров, позволяющих измерять удли-
нения образца между определенными поперечными сечениями образ-
ца. При наличии специальных канавок либо других дополнительных
креплений для ножей экстензометра измеренные значения удлинения
не будут зависеть от сложной деформированной формы поверхности
материала.
Влияние формы поперечного сечения волокон наполнителя
на жесткость материала.
В реальном материале по технологиче-
ским причинам волокна не имеют кругового поперечного сечения
(см. рис. 2), обычно рассматриваемого при моделировании. Вследствие
уплотнения упаковки волокон они принимают форму призм со скруг-
ленными ребрами, четырехугольных у волокон в направлении
U
и
шестиугольных в направлении
Z
. Радиус скругления
r
может даже
в одной заготовке варьироваться в широких пределах. Безразмерный
радиус
ρ
=
r
b
, где
b
— характерный диаметр поперечного сечения во-
локна, таким образом, может меняться в пределах от 0 до 0,5. Для
оценки влияния
ρ
на эффективное значение модуля упругости были
проведены расчеты на представительном объеме. Заметим, что зада-
ваемый модуль упругости волокон в направлении наибольшего изме-
рения изменялся в зависимости от их поперечного сечения из условия
постоянства жесткостей.
Результаты расчетов показывают, что эффективный модуль упру-
гости материала при растяжении практически не зависит от радиуса
ρ
. Таким образом, при моделировании данное значение можно вы-
бирать из соображений удобства, например, при построении сетки.
Тем не менее выбор крайних значений может приводить к искажению
результатов по напряжениям и деформациям, связанным с формирова-
нием концентраторов напряжений либо точечных и линейных контак-
тов между волокнами, которых в реальности не наблюдается. Исходя
из сказанного, можно рекомендовать использовать при моделирова-
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
155
1,2,3,4,5,6,7 9