بررسي تأثير خواص اتصال زمينه به الياف بر رفتار شكست مواد مركب

رفتار شكست مواد مركب حساسيت زيادي به خواص مكانيكي مادة زمينه، ويژگي سطح الياف و خواص اتصال بين زمينه و الياف دارد و اين خواص با توجه به نوع ماده و فرآيند توليد مواد مركب مطابق با تحقيقات پيشين آزمايشگاهي در محدودة‌ وسيعي تغيير مي‌كنند. مقاله حاضر با ارائه مدل ميكرومكانيكي از ميكروساختار مواد مركب، ميزان اثرگذاري خواص زمينه و اتصال آن با الياف را بر رفتار شكست مواد مركب بررسي مي‌نمايد. توزيع الياف در اين مدل مطابق با مشاهدات آزمايشگاهي به صورت تصادفي و شعاع الياف به صورت يك توزيع نرمال و با چيدمان تصادفي توصيف مي‌شود. الياف با مدل الاستيك خطي، زمينه با مدل الاستوپلاستيك همراه با معيار داكرپراگر و اتصال بين آنها با استفاده از المان چسبناك مدل‌سازي مي‌شود. رفتار شكست با تحليل اجزاي محدود سلول واحد متناوبي از ميكروساختار و در كسر حجمي متفاوتي از الياف و گستره وسيعي از خواص مواد تحليل مي‌شود. تحليل ميكرومكانيك در اندازه المان‌هاي مختلف، براي اطمينان از دقت محاسبات انجام خواهد شد و اندازة مناسب المان با توجه به درصد حجمي الياف تعيين مي‌گردد. ميزان اثرگذاري خواص اتصال بين زمينه با الياف شامل استحكام اتصال و انرژي شكست در دو جهت محوري و برشي و متغير تواني انرژي شكست تركيبي بر روي رفتار شكست سلول واحد بررسي مي‌شود و با انجام تحليل با خواص مختلف، متغيرهاي داراي بيشترين تأثير بر رفتار شكست مواد مركب شناسايي مي‌شوند.