Моделирование трещиностойкости композиционных материалов
DOI:
https://doi.org/10.7242/1999-6691/2009.2.2.10Ключевые слова:
композиционные материалы, адгезионные соединения, трещины, концевая область, критерии разрушения, трещиностойкостьАннотация
Предложена модель разрушения композитов и адгезионных соединений, основанная на рассмотрении зоны процесса разрушения вблизи вершины трещины. Полагается, что зона процесса разрушения представляет собой слой конечной длины, содержащий материал с частично нарушенными связями между его отдельными структурными элементами (концевая область), рассматриваемый как часть трещины. Наличие связей между берегами трещины в концевой области моделируется приложением к поверхностям трещины сил сцепления, вызванных присутствием связей. Анализ предельного равновесия трещины в рамках модели концевой области выполняется на основе нелокального критерия разрушения с энергетическим условием продвижения вершины трещины и кинематическим условием для определения продвижения края концевой области трещины и включает: 1) установление зависимости сил сцепления от раскрытия трещины; 2) оценку напряженного состояния вблизи трещины с учетом внешних нагрузок и сил сцепления; 3) определение зависимости критических внешних нагрузок от длины трещины. В работе рассмотрены все перечисленные этапы. Приведены результаты модельных расчетов.
Скачивания
Библиографические ссылки
Rose L.R.F. Crack reinforcement by distributed springs. // J. Mech. Phys. Solids. - 1987. - V. 35, № 4. - P. 383-405 DOI
Cox B.N., Marshall D.B. Concepts for bridged cracks in fracture and fatigue. // Acta metal. mater. - 1994. - V. 42, № 2. - P. 341-363. DOI
Budiansky B., Cui Y.L, On the tensile strength of a fiber-reinforced ceramic composite containing a crack-like flaw // Journal of Mechanics and Physics of Solids. - 1994. - V. 42, № 1. - P. 1-19 DOI
Баренблатт Г.И. О равновесных трещинах, образующихся при хрупком разрушении // ПММ. - 1959. - Т. 23, вып. 3. - С. 434-444; вып. 4. - С. 706-721; вып. 5. - С. 893-900.
Леонов М.Я., Панасюк В.В. Развитие мельчайших трещин в твердом теле // Прикл. механика. - 1959. - Т. 5, № 4. - С.391-401.
Dugdale D.S. Yielding of steel sheets containing slits // J. Mech. Phys. Solids. - 1960. - V. 8, № 2. - P. 100-104. DOI
Goldstein R. V., Perelmuter M. N. Modeling of bonding at an interface crack // Int. J. of Fracture. - 1999. - V. 99, № 1-2. - P. 53-79. DOI
Гольдштейн Р.В. Перельмутер М.Н. Трещина на границе соединения материалов со связями между берегами. // Изв. РАН. МТТ. - 2001. - № 1. - C. 94-112.
Перельмутер М.Н. Критерий роста трещин со связями в концевой области // ПММ. - 2007. - Т. 71, вып. 1. - C. 152-171.
Греков М.А., Морозов Н.Ф. О равновесных трещинах в композитах, армированных однонаправленными волокнами // ПММ. - 2006. - Т. 70, вып. 6. - С. 1054-1066.
Goldstein R.V., Bakirov V.F., Perelmuter M.N. Modeling of the adhesion strength and fracture kinetics of the microelectronic package polymer-polymer joints // Proc. Inst. Phys. Technol., Russian Ac. of Sci. - 1997. - V. 13. Modeling and Simulation of Submicron Technology and Devices. - P. 115-125
Rice J.R., Sih G.C. Plane problems of cracks in dissimilar media // Trans. ASME. J. Appl. Mech. -1965. - V. 32. - P. 218-224. DOI
Слепян Л.И. Механика трещин. - Л.: Судостроение, 1981. - 295с.
Биргер И.А. Расчет конструкций с учетом пластичности и ползучести. // Изв. АН СССР. Механика. - 1965. - № 2. - C. 113-119.
Салганик Р.Л. О хрупком разрушении склеенных тел // ПММ. - 1963. - Т. 27, вып. 5. - C. 957-962.
Гольдштейн Р.В. Осипенко Н.М. Балочное приближение в задачах отслоения тонких покрытий // Изв. РАН. МТТ. - 2003. - № 5. - C. 154-163.
Гольдштейн Р.В. Осипенко Н.М. Моделирование отслоений покрытий при теромомеханическом нагружении в балочном приближении // Изв. РАН. МТТ. -2007. - № 5. - C. 75-90.
The special issue: Cohesive models // Eng. Fract. Mech. - 2003. - V. 70, № 14. - P. 1741-1987. DOI
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2009 Вычислительная механика сплошных сред
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
