The mechanics of matrix cracking in brittle-matrix fiber composites

An faserverstärkten Werkstoffen mit spröder Matrix wird der Bruch in der Matrix für den Fall untersucht, daβ mehrfacher Matrixbruch auftritt, bevor die Faser bricht, und daβ zwischen Faser und Matrix Bindung durch reine Reibung besteht. Die Spannung für Matrixbruch wird in der Näherung der Spannungsintensität berechnet. In dieser Näherung wird der Einfluβ der Fasern, die den Riβ überbrücken, mit Schlieβungsspannungen an den Riβoberflächen angenähert. Lange und kurze Risse werden unterschieden. Lange Risse gehen in eine stationäre Konfiguration über. Für diesen Zustand sagen Spannungsintensitäts-Analyse und eine frühere Analyse der Energiebilanz identische Zusammenhänge zwischen der Spannung für Matrixbruch und den Materialeigenschaften voraus. Für schmalere Risse werden eine numerische und eine angenäherte analytische lösung erhalten. Mit diesen Lösungen wird der Bereich der Riβröβen abgeschätzt, in dem die Lösung der stationären Konfiguration gilt.