Чисельна методика визначення анізотропних в’язкопружних властивостей ортогонально армованого композиційного матеріалу

V. G. Martynenko, G. I. Lvov

Анотація


Представлено методику отримання в’язкопружних властивостей ортогонально армованого композиційного матеріалу за відомими пружними властивостями скляних волокон та в’язкопружними властивостями епоксидного наповнювача. Метод складається у серії чисельних експериментів на одновісне розтягування та зсув представницького об’єму композиту з подальшим отриманням змінної у часі матриці жорсткості, безрозмірні компоненти якої можуть бути порівняні у часі. Проаналізований ступень анізотропії в’язкопружних властивостей композиту для різних відносних концентрацій волокон та отримані змінні у часі технічні константи матеріалу.

Ключові слова


в’язкопружність; ортотропія; ядро релаксації; метод скінченних елементів; представницький об’єм композиту

Повний текст:

PDF

Посилання


Narisaeva I. I. Prochnost' polimernyh materialov [Strength of polymer materials]. Moskow, Himija Publ., 1987. 400 p.

Bataev A. A., Bataev V. A. Kompozitsionnyye materialy: stroyeniye, polucheniye, primeneniye [Composite materials: structure, obtaining, application]. Novosibirsk, NGTU Publ., 2002. 384 p.

Word M. Mekhanicheskiye svoystva tvordykh polimerov [Mechanical properties of solid polymers]. Moskow, Himija Publ., 1975. 357 p.

Adamov A. A., Matveenko V. P., Trufanov N. A. Metody prikladnoj vjazkouprugosti. [Methods of applied viscoelasticity]. Ekaterinburg: UrO RAN Publ., 2003. 411 p.

Schmauderand S., Mishnaevsky L. Micromechanics and nanosimulation of metals and composites. Germany: Springer, 2009. 420 p.

Darya zadeh S., Lvov G. I. Numerical procedure of determining the effective mechanical characteristics of an aligned fiber composite. Strength of materials. 2015, vol. 47, no. 4, pp. 636-643.

Altenbach H., Fedorov V. A. Structural elastic and creep models of a UD composite in longitudinal shear. Mechanics of composite materials. 2007, vol. 43, no. 4, pp. 289-298.

Odegard G. M., Pipes R. B., Hubert P. Comparison of two models of SWCN polymer composites. Composites Science and Technology. 2004, vol. 64, no. 7-8, pp. 1011-1020.

Nguyen D. D., Minh K. Bending analysis of three-phase polymer composite plates reinforced by glass fibers and titanium oxide particles. Computational Materials. 2010, vol. 49, no.4, pp. 194-198.

Andrianov I. V., Danishevskii I. V., Guillet A., et al Effective properties and micromechanical response of filamentary composite wires under longitudinal shear. European Journal of Mechanics. 2005, vol. 24, pp. 195-206.

Das R. Stress relaxation behavior of carbon fiber-epoxy composite during and after cure. Bangladesh University of Engineering and Technology, 2008, 82 p.

Nedjar B. An anisotropic viscoelastic fibre–matrix model at finite strains. Continuum formulation and computational aspects. Comput. Methods Appl. Mech. Engrg. 2007, vol. 196, pp. 1745-1756.

Kohl J. G., Bierwish N., Ngo T. T., et al Determining the viscoelastic behavior of polyester fiberglass composite by continuous micro-indentation and friction properties. Wear. 2016, vol. 350-351, pp. 63-67.

Staub S., Andra H., Kabel M., et al Multi-scale simulation of viscoelastic fiber-reinforced composites. Technische mechanik. 2012, vol. 32, no. 1, pp. 70-83.

Assie A. E., Eltaher M. A., Mahmoud F. F. Behavior of a viscoelastic composite plates under transient load. Journal of Mechanical Science and Technology. 2011, vol. 25, no. 5. pp. 1129-1140.

AZO Materials. E-Glass-Fibre properties. Access mode: http://www.azom.com/properties.aspx?ArticleID=764. Access date: September, 19th 2016.

Guojun H. A theoretical and numerical study of crack propagation along a bimaterial interface with applications to IC packaging. Department of Mechanical Engineering, National University of Singapore, 2006, 195 p.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1. Нарисаева И. И. Прочность полимерных материалов / И. И. Нарисаева. – М.: Химия, 1987. – 400 с.

2. Батаев А. А. Композиционные материалы: строение, получение, применение / А. А. Батаев, В. А. Батаев. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2002. – 384 с.

3. Уорд М. Механические свойства твердых полимеров / И. Уорд. – М.: Химия, 1975. – 357 с.

4. Адамов А. А. Методы прикладной вязкоупругости / А. А. Адамов, В. П. Матвеенко, Н. А. Труфанов. – Екатеринбург: УрО РАН, 2003. – 411 с.

5. Schmauderand S. Micromechanics and nanosimulation of metals and composites / S. Schmauderand, L. Mishnaevsky. – Germany: Springer, 2009. – 420 p.

6. Darya zadeh S. Numerical procedure of determining the effective mechanical characteristics of an aligned fiber composite / S. Darya zadeh, G. I. Lvov // Strength of materials. – New York, USA: Springer. – 2015. – Vol. 47, No. 4. – P. 636-643.

7. Altenbach H. Structural elastic and creep models of a UD composite in longitudinal shear / H. Altenbach, V. A. Fedorov // Mechanics of composite materials. – 2007. – Vol. 43, No. 4. – P. 289-298.

8. Odegard G. M. Comparison of two models of SWCN polymer composites / G. M. Odegard, R. B. Pipes, P. Hubert //Composites Science and Technology. – 2004. – Vol. 64, No.       7-8. – P. 1011-1020.

9. Nguyen D. D. Bending analysis of three-phase polymer composite plates reinforced by glass fibers and titanium oxide particles / D. D. Nguyen, K. Minh // Computational Materials. – 2010. – Vol. 49, No. 4. – P. 194-198.

10. Andrianov I. V. Effective properties and micromechanical response of filamentary composite wires under longitudinal shear / I. V. Andrianov, V. V. Danishevskii, A. Guillet  [et al] // European Journal of Mechanics. –2005. – Vol. 24. – P. 195-206.

11. Das R. Stress relaxation behavior of carbon fiber-epoxy composite during and after cure / R. Das. – Bangladesh University of Engineering and Technology, 2008. – 82 p.

12. Nedjar B. An anisotropic viscoelastic fibre–matrix model at finite strains. Continuum formulation and computational aspects / B. Nedjar // Comput. Methods Appl. Mech. Engrg. – 2007. – Vol. 196. – P. 1745-1756.

13. Kohl J. G. Determining the viscoelastic behavior of polyester fiberglass composite by continuous micro-indentation and friction properties / J. G. Kohl, N. Bierwish, T. T. Ngo [et al] // Wear. – 2016. – Vol. 350-351 – P. 63-67.

14. Staub S. Multi-scale simulation of viscoelastic fiber-reinforced composites / S. Staub, H. Andra, M. Kabel [et al] // Technische mechanik. – 2012. – Vol. 32, No. 1 – P. 70-83.

15. Assie A. E. Behavior of a viscoelastic composite plates under transient load / A. E. Assie, M. A. Eltaher, F. F. Mahmoud // Journal of Mechanical Science and Technology. – 2011. – Vol. 25, No. 5. – P. 1129-1140.

16. AZO Materials. E-Glass-Fibre properties / AZO Materials. – Режим доступу: http://www.azom.com/properties.aspx? ArticleID=764. Дата звертання: 19 вересня 2016 року.

17. Guojun H. A theoretical and numerical study of crack propagation along a bimaterial interface with applications to IC packaging / H. Guojun. – Department of Mechanical Engineering, National University of Singapore, 2006. – 195 p.




DOI: https://doi.org/10.20998/2078-9130.2016.46.88049

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.