抄録/ポイント：
抄録/ポイント
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本研究では,古典的自由端問題における積層複合材料内の破壊の開始に対するモデリングの詳細の影響を考察した。本研究は,有効係数(EM)アプローチによって導入された人工特異点が,身体の破損のような物理的/機械的挙動の不一致を導くかもしれない,PaganoとRybicki(1974)による実証に従う。本著者は,マイクロメカニカルモデル(MM)における最新の有限要素技術(ANSYS)を用いて同じ境界値問題を解くことによってこの問題を最近再考し,以前の研究と非常に良く一致する応力を示した。残念ながら,研究した複合材料中で発達した横方向応力は非常に小さいので,破壊開始に基づく実験的確認は実行可能ではない。したがって,これらの応力と繊維-マトリックス界面応力を強調するために,横方向荷重(繊維方向に垂直な荷重)の下で類似の積層体を考察した。MMは,エポキシマトリックスに埋め込まれた平行炭化ケイ素繊維の対称列から成る一般化平面歪問題を扱う。したがって,2D境界値問題は,応力特異性がない場合に解決されるが,実際の試験片は,自由端を有する繊維端部の交差点で微視力学特異性に遭遇する可能性がある。注目すべきことに,この構成において,自由端効果は,少なくとも局所繊維体積率の中程度の値において,ほとんど無視できた。繊維-マトリックス界面剪断と半径方向引張牽引に加えて,引張フープ応力は界面でマトリックスに働く。このように,マトリックス主応力に対する応答における繊維-マトリックス界面剥離およびマトリックス亀裂は,可能な被覆または界面領域を含む構成成分の強度/破壊特性に依存して,初期損傷の最も可能性のあるモードである。対照的に,EM溶液は,均質化繊維列係数とマトリックス材料の「層」の間の「界面」における応力場における特異点の存在を予測する。自由端での剥離開始はこのモデリングにおける予測破壊モードである。低倍率の下では,EM剥離とMM剥離は全く類似しているが,これらの破壊機構は完全に異なる。EM溶液中の非自乗根特異性の効果を評価するためには,十分に確立された破壊力学技術は利用できないが,2つの問題における同じ応力成分の潜在的結果を比較するのは興味深い。また,2つのモデルにおける予想される破壊モードの出現を比較するのは興味深い。最後に,歪場における局所擾乱の調査とそのような特徴を検出する能力の評価が重要である。しかし,このような解析を行うには,EMが弾性問題の大まかな近似よりも何も多くないという事実を認識しなければならず,それは微細構造のスケールと配列に非常に敏感である。これらの考察をこの会議で示すことが期待される詳細な実験と結びつけることによって,弾性のより進んだ理論を探索する必要性を決定できた。Please refer to the publisher for the copyright holders. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】
