بررسی تاثیر شکل سطح مقطع فیبر و فاصله ی بین آنها بر توزیع تنش در مواد مرکب فیبری در حضور یک ترک

در این تحقیق تاثیر شکل سطح مقطع الیاف و فاصله ی بین آنها بر توزیع تنش در یک تک لایهی مرکب بررسی شده است. تک لایهی یاد شده تحت بارگذاری کششیP در راستای الیاف قرار داشته و حاوی ترکی متقارن است. دو تک لایهی مرکب که در یکی الیاف دارای مقطع مثلثی شکل و دیگری دارای مقطع مستطیلی شکل، در نظر گرفته شده است. با استفاده از مدل اصلاح شده که در آن ماتریس علاوه بر بار برشی، نیروی کششی را نیز تحمل می کند معادلات دیفرانسیلی- تفاضلی تعادل استخراج شده و میدان های تغییر مکان و نیرو در تک لایه تعیین شده اند. مقایسه ی نتایج حاصل از مدل شیرلگ با نتایج حاصل از مدل اصلاح شده، ضعف مدل شیرلگ را در بررسی صحیح توزیع تنش نشان می دهد. در مدل اصلاح شده، با افزایش فاصله فیبرها، تمرکز تنش در الیاف و ماکزیمم تنش برشی در ماتریس کاهش می یابد. همچنین، فیبرهای مثلثی شکل تنش برشی در ماتریس را بیش از الیاف دایره ای شکل کاهش می دهند. با کاهش زاویه مربوط به شکل، سطح مقطع الیاف مثلثی شکل، تنش برشی بدست آمده بیش از پیش کاهش یافته در حالی که ماکزیمم تنش کششی در الیاف ماکزیمم ثابت باقی می ماند. در صد کاهش در تنش برشی بین الیاف دایره ای و مثلثی شکل (q برابر 30 درجه) ، به ازاء کسری حجمی یک برابر 32 درصد است.