Деформирование и долговременная повреждаемость физически нелинейных волокнистых материалов

Abstract

Побудовано теорію довготривалої пошкоджуваності для волокнистих композитів з фізично нелінійною матрицею. Процес пошкоджуваності матриці моделюється утворенням в ній стохастично розташованих мікропор. Критерій руйнування її одиничного мікрооб'єму характеризується його довготривалою міцністю, обумовленою залежністю часу крихкого руйнування від ступеня близькості еквівалентного напруження до його граничного значення, що характеризує короткочасну міцність за критерієм Губера – Мізеса, яке приймається випадковою функцією координат. Для довільного моменту часу сформульовано рівняння балансу пошкодженості (пористості) фізично нелінійної матриці. Побудовано алгоритми обчислення залежностей її мікропошкоджуваності від часу, макронапружень від часу, а також відповідні криві. Досліджено вплив нелінійності матриці на криві макродеформування і пошкоджуваності композиту.

A theory of long-time damageability is constructed for the fibrous composites with a physically nonlinear matrix. A process of damage of the matrix is modeled by formation in the matrix the stochastically arranged micropores. Criterion of damage of the unit volume of matrix is characterized by the long-term strength of the unit volume, which is determined by dependence of a brittle fracture time on a degree of closeness of equivalent stress to its limit value. This value characterizes the short-time strength by the Huber-Mises criterion that is assumed to be a random function of coordinates. For any moment, the equation of damageability (porosity) balance of physically nonlinear matrix is formulated. The algorithms are built for evaluation of dependence of the matrix microdamage on time, the microstresses on time, and the corresponding curves are proposed. An effect of nonlinearity of the matrix on the curves of macrodeformation and damage of composite is studied.