Prediction by a Genetic Algorithm of the Fiber-Matrix Interface Damage for Composite Material. Part 1. Study of Shear Damage in Two Composites T300/914 and PEEK/APC2

Abstract

We have conducted research on the effect of fiber arrangement on the optimization of the damage to the interface, recently published. We develop in this paper the evolution of the damage in the shearing direction by genetic algorithm. The results obtained by varying the shear rate of the interface of the two materials studied T300 and PEEK, show a good agreement between our genetic approach and the mathematical models presented by Cox and Weibull.

Для композитных материалов, армированных волокнами, актуальной является оптимизация размещения последних, что обеспечивает минимальное повреждение на стыке волокон и матрицы. Исследована кинетика развития повреждений в направлении действия максимальных сдвиговых напряжений с помощью генетического алгоритма, ранее разработанного авторами. Для двух композитов типа T300 и PEEK с использованием предложенного генетического подхода получены расчетные данные для различных скоростей сдвиговых деформаций на стыке волокон и матрицы, которые хорошо согласуются с полученными на основании математических моделей Кокса и Вейбулла. В дальнейших исследованиях планируется изучение влияния термомеханического нагружения на сдвиговое повреждение зоны стыка волокон и матрицы.

Для композитних матеріалів, армованих волокнами, актуальною є оптимізація розміщення останніх, що забезпечує мінімальне пошкодження на стику волокон і матриці. Досліджено кінетику розвитку пошкоджень у напрямку дії максимальних зсувних напружень за допомогою раніше розробленого авторами генетичного алгоритму. Для двох композитів типу Т300 і PEEK з використанням запропонованого генетичного підходу отримано розрахункові дані для різної швидкості зсувних деформацій на стику волокон і матриці, які добре узгоджуються з отриманими на основі математичних моделей Кокса і Вейбулла. У подальших дослідженнях планується вивчення впливу термомеханічного навантаження на зсувне пошкодження зони стику волокон і матриці.