Эффективные упругие свойства зернистых стохастических композитов при несовершенной адгезии

Abstract

Исходя из стохастических уравнений упругости многокомпонентного композитного материала, исследованы эффективные упругие свойства трехкомпонентного композитного материала, состоящего из матрицы, включений и межфазных пористых слоев. Используется подход, в котором трехкомпонентный материал сводится к двухкомпонентному путем замены включений с межфазным слоем эффективными композитными включениями с эквивалентными или эффективными упругими свойствами. Композитные включения моделируются двухкомпонентным матричным материалом, где включения и матрица имеют упругие модули и объемные содержания соответственно реальных включений и межфазных слоев. Построены кривые зависимостей эффективных модулей объемного сжатия и сдвига от объемного содержания включений и пористости межфазных слоев.

Виходячи з стохастичних рівнянь пружності багатокомпонентного композитного матеріалу, досліджено ефективні пружні властивості трикомпонентного композитного матеріалу, що складається з матриці, включень і міжфазних пористих шарів. Використовується підхід, в якому трикомпонентний матеріал зводиться до двокомпонентного шляхом заміни включень з міжфазним шаром ефективними композитними включеннями з еквівалентними або ефективними пружними властивостями. Композитні включення моделюються двокомпонентним матричним матеріалом, де включення і матриця мають пружні модулі та об'ємний вміст відповідно до реальних включень і міжфазних шарів. Побудовано криві залежностей ефективних модулів об'ємного стиску і зсуву від об'ємного вмісту включень і пористості міжфазних шарів.

Proceeding from the stochastic equations of elasticity of a multicomponent composite, the effective elastic properties of a three-component composite consisting of a matrix, inclusions, and interphase porous layers are investigated. An approach, in which the three-component material is reduced to a two-component one by replacing the inclusions with the interphase layer by effective composite inclusions with equivalent or effective elastic properties, is used. Composite inclusions are modeled by a two-component matrix material, where the inclusions and the matrix have elastic moduli and volume contents according to the real inclusions and interphase layers, respectively. The curves of the dependences of the effective moduli of volume compression and shear on the volume content of inclusions and the porosity of the interphase layers are constructed.