مدل‌سازی میکرومکانیک شکست مواد مرکب با الیاف تک‌جهته تحت اثر بارگذاری عرضی

مدل میکرومکانیکی برای تحلیل شکست مواد مرکب تقویت‌شده با الیاف تک‌جهته در بارگذاری عرضی ارائه می‌شود که علاوه بر مدل‌سازی رفتار غیرخطی زمینه در اثر بارگذاری بیش از حد تسلیم آن، قابلیت مدل‌سازی عیوب ناشی از جدایش بین زمینه و الیاف و ترک‌های زمینه را دارد. میکروساختار مواد مرکب با استفاده از سلول‌های واحد و با فرض متناوب بودن میکروساختار توصیف می‌شود که در آن الیاف به‌صورت منظم یا غیرمنظم توزیع شده است. مدل میکرومکانیک برای تعیین استحکام عرضی مواد مرکب با زمینه‌ی آلومینیوم و الیاف کربن استفاده می‌شود که الیاف با توجه به صلبیت بالای آن‌ها با مدل الاستیک خطی همسانگرد و زمینه با مدل الاستیکپلاستیک همسانگرد توصیف می‌شود. معیار پیدایش عیوب در زمینه براساس معیار حداکثر کرنش اصلی و با توجه به میزان کرنش نهایی ماده‌ی زمینه توصیف می‌شود که افزایش تنش اعمالی پس از پیدایش عیب منجر به کاهش سفتی ماده و در نهایت ایجاد ترک در ماده‌ی زمینه می‌شود. اتصال بین زمینه با استفاده از مدل چسبناکی توصیف و پیدایش عیوب در آن با توجه به میزان استحکام محوری و برشی اتصال تعیین می‌شود. مدل میکرومکانیک برای مطالعه‌ی اثر توزیع هندسی الیاف در میکروساختار، درصد حجمی الیاف، اثر استحکام اتصال بین زمینه و الیاف استفاده شده و نواحی ایجاد عیوب و نحوه‌ی گسترش آن‌ها، علاوه بر نمودارهای تنشکرنش در ماده مرکب تعیین می‌شود.