Эффективные упругие свойства зернистых стохастических композитных материалов с дефектами на границе раздела компонентов

Abstract

Рассмотрена задача об эффективных упругих свойствах матричного композитного материала с несовершенными условиями контакта матрицы и квазисферичних включений в виде наличии межфазных пористых слоев, которые рассматриваются как третий компонент. В основу положены стохастические уравнения упругости для многокомпонентного материала. Использован подход, где трехкомпонентный материал сводится к двухкомпонентному заменой включений с межфазным слоем эффективными композитными включениями с эквивалентными или эффективными упругими свойствами. Композитные включения моделируются двухкомпонентным матричным материалом, где включение и матрица имеют упругие модули и объемное содержание в соответствии с реальными включениям и межфазными слоями. Исследована зависимость эффективных модулей объемного сжатия и сдвига от объемного содержания включений и пористости межфазных слоев.

Розглянуто задачу про ефективні пружні властивості матричного композитного матеріалу з недосконалими умовами контакту матриці і квазісферичних включень у вигляді наявності міжфазних пористих шарів, які розглядаються як третій компонент. В основу покладено стохастичні рівняння пружності для багатокомпонентного матеріалу. Використано підхід, де трикомпонентний матеріал зводиться до двокомпонентного заміною включень з міжфазним шаром ефективними композитними включеннями з еквівалентними чи ефективними пружними властивостями. Композитні включення моделюються двокомпонентним матричним матеріалом, де включення и матриця мають пружні модулі і об'ємний вміст відповідно реальних включень і міжфазних шарів. Досліджено залежність ефективних модулів об'ємного стиску і зсуву від об'ємного вмісту включень і пористості міжфазних шарів.

A problem on effective elastic properties of the stochastic matrix composite is considered. The interface conditions are assumed in the form of presence of porous interphase layers between the matrix and quasispherical inslusions, which are accepted as the third component. An approach, is used in which the three-component material is reduced to a two-component one by replacing the inclusions with the interphase layer by the composite inclusions with equivalent or effective properties. The composite inclusions are modeled by a two-component matrix material, where the inclusions and the matrix have elastic moduli and volume fractions of the corresponding real inclusions and interphase layers. A dependence of bulk compression and shear effective moduli on the volume fractions of inclusions and porosity of the interphase layers is investigated.