Unraveling crack stability and strain localization in staggered composites by fracture analysis on the shear-lag model

کامپوزیت های بیوفیزیکی می توانند چالش های بسیار عالی خود را در حالی که قدرت خود را از طریق طرح های ریز ساختاری سلسله مراتبی ترکیب قوی و لطیف تقویت کننده و ماتریس های نرم اما در عین حال قدرت. رابطهای بین تقویت کننده ها و ماتریسها بارهای بارگذاری را از طریق تغییر شکل برشی تغییر می دهند و موجب انحراف ترک ها در طول خود می شوند تا مقدار قابل توجهی از انرژی را از بین ببرند. به این ترتیب، شکست فاجعه بار، که در مواد تقویت شده یکپارچه به علت استرس شدید شدید در نزدیکی نقص ها رایج است، در کامپوزیت های سلسله مراتبی به تعویق افتاده است. با این حال، محاسبات و آزمایش های اخیر نشان می دهد که محلی سازی کرنش ناشی از انتشار کرم ناپایدار در امتداد رابط ها منجر به شکست کامپوزیت می شود. در این مطالعه، تجزیه و تحلیل شکستگی بر روی کامپوزیت های مرتب با ساختار آجر و ملات انجام می شود. یک فرمول تحلیلی برای پیش بینی شروع موضع گیری کرنش از تجزیه و تحلیل است و توسط تجزیه و تحلیل عناصر محدود شده معتبر است. علاوه بر این، نشان دادن توافق خوب با آزمون کششی مستقل در مجتمع های گرافنی چند لایه، مدل ما نشان می دهد کاربرد آن برای توضیح موضع کرنش در کامپوزیت های متشکل از رابط های که از طریق اوراق قرضه دوباره تشکیل می شود. مقیاس های طول مشخصه ای که از تجزیه و تحلیل به دست می آید می توانند جهت طراحی کامپوزیت ها برای بهینه سازی سختی و انعطاف پذیری مواد استفاده شوند.