ИСТИНА

Проблема создания высокотемпературных волокнистых композиционных материалов заключается в получении возможности проявления нехрупкого поведения системы волокно-матрица при хрупких свойствах каждого компонента. В отсутствие ярко выраженных пластических свойств матрицы и волокон роль диссипации энергии берет на себя механизм трения в области отслоения интерфейса – зоны контакта волокно-матрица. Рассматривается задача определения зоны проскальзывания в окрестности концов волокна однонаправленном волокнистом композите при совпадении направления приложенной нагрузки и оси волокна. Задача решается аналитически для элемента представительного объема в виде цилиндра волокна со свободными торцами соосного цилиндру матрицы, нагруженной распределенными растягивающими напряжениями, характерными для зоны концентрации напряжений в матрице в окрестности оборванного волокна. Далее строится цифровой дубликат представительного объема в среде Abaqus и моделируются поля напряжений: радиальное, окружное, касательное волокно-матрица и продольное. Вводится предел прочности интерфейса на сдвиг, величина коэффициента трения в зоне расслоения и находится размер зоны проскальзывания из условия превышения касательным напряжением предела прочности интерфейса на сдвиг. В работе получено соответствие аналитических зависимостей и результатов численного моделирования. На основе полученных данных определен уровень диссипации энергии в результате сухого трения в интерфейсе при заданном параметре материала композита – коэффициенте трения волокно-матрица.