Influence of waviness and curliness of fibres on mechanical properties of composites

مواد کامپوزیتی پلیمری تقویت شده با استفاده از استوانه های منحنی شامل مقادیر بسیار زیاد نسبت به سختی کششی آنها مورد مطالعه قرار می گیرند. موج و کرختی الیاف توسط مدل های سینوسی و اسپیللی با دامنه های مختلف و شعاع مارپیچی به ترتیب توصیف می شوند. اثرات به وسیله روش های همگن شدن بر اساس عناصر محدود، مدل های تحلیلی و شبیه سازی دینامیک مولکولی مورد بررسی قرار گرفته است. در مدل های عنصر محدود، دو نوع اختلاف نظر برای الیاف مورد استفاده قرار می گیرد، به ترتیب با استفاده از عناصر جامد و پرتو پیوسته. شرایط مرزی دوره ای یا یک مجموعه ویژه از شرایط مرزی مخلوط برای تقریب خواص موثر الاستیک استفاده شده است. تحقیقات تحلیلی از یک تقریب میانگین میدان استفاده می کنند که در آن ناهمخوانی ها به بخش های غیر مرتبط از جهت مناسب تقسیم می شوند و تانسور کششی با روش موری تاناکا محاسبه می شود. نشان داده شده است که هر دو هندسه منحنی فیبر، سینوسی و اسپری، به طور قابل توجهی کاهش سختی کششی طولی کامپوزیت را کاهش می دهد. مدل های الیاف مبتنی بر برش و راه حل های تحلیلی، به ترتیب برای تخمین های کم و زیاد، برای ثابت های الاستیک است. نتایج مکانیکی پیوستگی با پیش بینی های دینامیکی مولکولی توافق خوبی دارند.