Влияние межслоевых дефектов на эффективные упругие свойства композитов продольно-поперечной намотки

Abstract

В настоящей работе рассматривается задача об эффективных упругих свойствах композитного материала продольно-поперечной намотки при наличии межслоевых дефектов в виде микропор. Материал имеет слоисто-волокнистую структуру, где соседние слои представляют собой однонаправленный волокнистый композитный материал с взаимно ортогональными направлениями волокон. Между ними находятся межфазные пористые изотропные слои, которые имеют совершенный контакт с однонаправленными волокнистыми слоями в виде непрерывности перемещений и поверхностных напряжений.

Розглянуто задачу про ефективні пружні властивості композитного матеріалу поздовжньо-поперечного намотування, що має шарувато-волокнисту структуру, з недосконалими умовами контакту між шарами з взаємно ортогональними напрямками волокон. Недосконалий контакт моделюється наявністю міжфазного пористого ізотропного шару, який має досконалі контакти з шарами. В основу покладено стохастичні рівняння пружності для однонаправленого волокнистого композиту і для шаруватого композиту. Задача зводиться до двох етапів – прогнозування ефективних властивостей однонаправленого волокнистого композиту по заданим властивостям волокон і матриці, а потім прогнозування ефективних властивостей шаруватого композиту по відомим властивостям всіх шарів, включно з міжфазним шаром. Досліджено вплив міжшарових дефектів на ефективні пружні модулі шарувато-волокнистого композиту.

The problem of the effective elastic properties of a longitudinal-transverse winding composite material having a layered-fibrous structure with the imperfect contact conditions between layers with mutually orthogonal fiber directions is considered. The imperfect contact is modeled by the presence of an interphase porous isotropic layer having the perfect contacts with layers. The basis is the stochastic equations of elasticity for unidirectional fibrous and layered composites. The problem is reduced to two stages - predicting the effective properties of a unidirectional fiber composite by the given properties of the fibers and matrix and then predicting the effective properties of the layered composite by the known properties of the layers. The effect of interlayer defects on the effective elastic properties of a layered fiber composite is studied.