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Some elasticity problems in fiber-reinforced composites with imperfect bonds

1969; Elsevier BV; Volume: 7; Issue: 9 Linguagem: Inglês

10.1016/0020-7225(69)90085-8

1879-2197

Tuğba Özbek, F. Erdoğan,

Contact Mechanics and Variational Inequalities

The axially symmetric elasticity problem tor a straight fiber imbedded into an infinite matrix is considered. It is assumed that the fiber und the matrix have different thermoelastic constants, and the bonding between the fiber and the matrix is perfect except for a series of cuts or cracks on the interface. Homogeneous temperature changes giving rise to residual stresses, tractions at infinity, and pulling the fiber on one end while holding the matrix at infinity are some of the external loads for which examples are given. The numerical results include the stresses along the bonded interface, and the strain energy release rate per unit fracture area resulting from the axial propagation of the cracks. Dans la présente Etude, on étudie le problème de l'élasticité symétrique par rapport à un uxe, dans le cas d'une fibre droite noyée dans une matrice infinie. On suppose que la fibre et la matrice ont des constantes thermo-élastiques différentes et que la liaison entre la fibre et la matrice est parfaite, à l'exception d'une série de coupures ou fissures à l'interface. Des variations de température homogènes, donnant lieu à des contraintes residuelles, des tractions a l'infini et le tirage de la fibre par une extrémité tandis que la matrice est retenue á l'infini, constituent quelques-unes des charges extérieures pour lesquelles des exemples sont donnés. Les résultats numériques comprennent les contraintes le long de l'interface de collage et la vitesse de libération de l'énergie de déformation, par unité de surface de fissure, résultant de la propagation axiale des fissures. Das axialsymmetrische Elastizitätsproblem einer geraden Faser, die in eine unendliche Matrix eingebettet ist, wird untersucht. Es wird angenommen, dass die Faser und die Matrix verschiedene thermoelastische Konstanten haben und dass die Bindung von Faser und Matrix vollkommen ist, mit Ausnahme einer Reihe von Schnitten und Rissen an der Grenzfläche. Homogene Temperaturänderungen, die Restspannungen verursachen, Züge im Unendlichen und Ziehen der Faser an einem Ende während die Matrix im Unendlichen gehalten wird sind einige der Aussenlasten für die Beispiele gegeben werden. Die numerischen Resultate schliessen die Spannungen entlang der Verbund-Grenzfläche ein, und die Geschwindigkeit der Freigabe der Verzerrungsenergie per Einheitsbruchfläche, die durch die axiale Fortpflanzung der Risse verursacht wird. Si traita il problema dell'elasticità assialmente simmetrica per une fibra diritta allettata in una matrice infinita. Si presume che la fibra e la matrice abbiano costanti termoelastiche differenti e che il legame tra la fibra e la matrice sia perfetto ad eccezione di una serie di tagli o incrinature sull'interfaccia. I cambiamenti omogenei di temperatura che fanno sorgere sollecitazioni residue, trazioni all'infinito e stiramento della fibra ad un'estremità mentre si tiene la matrice all'infinito sono alcuni dei carichi esterni per i quali si presentano esempi. I risultati numerici comprendono le sollecitazioni lungo l'interfaccia legate e il ritmo di sprigionamento dell'energia di sollecitazione per area di frattura unitaria che risulta dal propagamento assiale delle incrinuture. paccмaтpивaaтcзaдaчa пo aкcиaпьнo-cиммaгpчнoи yпpyгocти для пpямoгo вoлoкнa вклyчaнпoгo в бacкoнaчны. й ocнoвнoи мaтapиaл. зaклaдьвaaтcя, чтo вoлoкнo и ocнoвнoи мaтapиaл oблaдayт paзличными кoнcтaнтaми пo тapмoyнpyгocти, пpичaм cцaплaпиa мaжлy вoлoкнoм и ocнoвным. мaтapиaлoм являaтcя coвapшaнньым, зa иcклyчaниaм pядa qvлaмoк и тpaщии нa пoвapxнocти paздaлa. Дayтcя пpимapы нaкoтopыx нapyжныx нaгpэoк, cocтoяиx o тoм, чтo пpoиcxo. ляг oднopoдньa измaнaния тaмпapaтypы нpивoдqjщиa к вoзpacтaниy ocaтoчныxчныx нaпpяжacий. чыoy вoлoкнo тянyт зa oдин кoнaп, кoгдa ocнoбнoи мaтapaл пpиидapживaaтcя в бccкoнcчнocги. и чгo пpилнaгaaтcя cилa cдвигa в бacкoнaчнocти. qQнcлэнныa paшaния oxвaтывayт нaпpяжaния нa пoвcpxнocти cцaплaння и cтaпaнь ocлaблaния энcpгии дaфopмaции пo oтнoшaниy к aдиницa плoннaти излoмa, в paзyльтaтa occвoгo пpoдвижaния тpaщины.