Связанный - как рассчитать оценку свойств композитного материала
Ссылка на Mil Handbook 17F , p. 213 резюмируется здесь:
Вычисление эффективных модулей упругости является очень сложной проблемой в теории упругости, и лишь несколько простых моделей позволяют провести точный анализ. Один тип модели состоит из периодических массивов из одинаковых круговых волокон, например, квадратные периодические массивы или гексагональные периодические массивы ... Эти модели анализируются с помощью численных конечно-разностных или конечно-элементных процедур. Обратите внимание, что квадратный массив не является подходящей моделью для большинства однонаправленных композитов, поскольку он не является поперечно-изотропным.
Модель сборки составных цилиндров (CCA) позволяет точно аналитически определить эффективные модули упругости ... Рассмотрим совокупность составных цилиндров, каждый из которых имеет круглое волокнистое ядро и концентрическую оболочку матрицы. Размер цилиндров может варьироваться, но отношение радиуса ядра к радиусу оболочки остается постоянным. Затем...
ВеИксмИксеЕ, G , KЕ2 ( 1 - ν- 2 ν2)νгм
Предпочтительной альтернативой является использование метода аппроксимации, который был назван Обобщенной Самосогласованной Схемой (GSCS). Согласно этому способу напряжение и деформацию в любом волокне аппроксимируют путем встраивания композитного цилиндра в эффективный волоконный композитный материал. Объемные доли волокна и матрицы в композитном цилиндре являются такими же, как у всего композита. Такой анализ ... приводит к квадратному уравнению для модуля сдвига ...
К*ν*12Е*1г*2г*2Е*2ν*23г1
Затем мы можем повернуть волокно, чтобы найти свойства однонаправленного композита, чтобы найти свойства в произвольном направлении:
2 π2 π
∇2∇2= qD
Эта матрица, называемая матрицей ABD, затем переопределит уравнение пластины следующим образом:
D11∂4вес∂Икс4+ 2 ( Д12+ 2 D66) ∂4вес∂Икс2∂Y2+ D22∂4вес∂Y4знак равноq( х , у)
для самых простых случаев (матрица B не имеет значения, поперечная нагрузка отсутствует и т. д.). Случаи становятся более странными, но могут быть получены из первоначальных выводов, но прекращаются, когда модель говорит, что напряжение пропорционально пятну.