Stress concentration at a hooked-fiber textile composite layer with local technological defects under biaxial tension on transversal origin


Cite item

Full Text

Abstract

A new model has been developed to simulate a woven textile composite layer with a polycrystalline matrix. Based on the numerical solution of the boundary-value problem by the finite-element method, the values of stress concentration caused by local processing defects (break in a fiber, closed internal pore) under symmetric biaxial macrodeformation are obtained. The numerical solution by the finite-element method is received using the part of SALOME-MECA framework, the non-commercial package Code-Aster. The regions of maximum stress disturbance coefficients in the textile composite layer are determined. The cause of marked increase of stress disturbance coefficients is the contact with friction between the fibers of reinforcing skeleton and the shifts are the main mechanisms of polycrystalline matrix damaging. It is shown that application of additional processing operations to fill the formed voids by matrix material can decrease stress concentration and increase the ability of a material to withstand external force loads. The mechanisms responsible for initiation of damages in a polycrystalline matrix are determined.

About the authors

Denis V Dedkov

Perm National Research Polytechnic University

Email: denis.v.dedkov@gmail.com
Postgraduate Student, Dept. of Mechanics for Composite Materials and Structures 29, Komsomolskiy Prospekt, Perm, 614990, Russia

Alexey V Zaitsev

Perm National Research Polytechnic University

Email: zav@pstu.ru
(Ph. D. Phys. & Math.), Associate Professor, Dept. of Mechanics for Composite Materials and Structures 29, Komsomolskiy Prospekt, Perm, 614990, Russia

References

  1. В. Ф. Суровикин, Ю. В. Суровикин, М. С. Цеханович, “Новые направления в технологии получения углерод-углеродных материалов. Применение углерод-углеродных материалов” // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им.
  2. Д. И. Менделеева), 2007. Т. LI, № 4. С. 111–118. V. F. Surovikin, Yu. V. Surovikin, M. S. Tsekhanovich, “New fields in the technology for manufacturing carbon-carbon materials. Application of carbon-carbon materials” // Rus. J. Gen. Chem., 2007. Vol. 77, no. 12. Pp. 2301–2310.
  3. Д. В. Дедков, А. В. Зайцев, А. А. Ташкинов, “Концентрация напряжений в слое тканого композита с закрытыми внутренними технологическими порами” // Вестник ПНИПУ. Механика, 2011. № 4. С. 29–36.
  4. Д. В. Дедков, А. А. Ташкинов, “Коэффициенты концентрации напряжений в слое тканого композита с локальными технологическими дефектами при чистом формоизменении” // Вычислительная механика сплошных сред, 2013. № 6. С. 103–109.
  5. А. С. Иманкулова, Текстильные композиты. Бишкек: МОК, 2005. 152 с.
  6. J. Cao, R. Akkerman, P. Boisse, J. Chen, H. S. Cheng, E. F. de Graaf, J. L. Gorczyca, P. Harrison, G. Hivet, J. Launay, W. Lee, L. Liu, S. V. Lomov, A. Long, E. de Luycker, F. Morestin, J. Padvoiskis, X. Q. Peng, J. Sherwood, Tz. Stoilova, X. M. Tao, I. Verpoest, A. Willems, J. Wiggers, T. X. Yu, B. Zhu, “Characterization of mechanical behavior of woven fabrics: Experimental methods and benchmark results” // Compos. Part A: Appl. Sci. Manuf., 2008. Vol. 39, no. 6. Pp. 1037–53.
  7. P. Harrison, M. J. Clifford, A. C. Long, “Shear characterisation of viscous woven textile composites: a comparison between picture frame and bias extension experiments” // Composites Sci. Technol., 2004. Vol. 64, no. 10–11. Pp. 1453–1465.
  8. Ю. М. Тарнапольский, А. В. Розе, И. Г. Жигун, Г. М. Гуняев, “Конструкционные особенности материалов, армированных высокомодульными волокнами” // Механика полимеров, 1971. № 4. С. 676–685.
  9. Yu. M. Tarnopol'skii, A. V. Roze, I. G. Zhigun, G. M. Gunyaev, “Structural characteristics of materials reinforced with highmodulus fibers” // Polymer Mechanics, 1971. Vol. 7, no. 4. Pp. 600–609.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2013 Samara State Technical University

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».