تاثیر خرابی فاز میانی بر رفتار الاستوویسکوپلاستیک عموم مواد مرکب زمینه فلزی تک-جهته

Abstract

در این مقاله، یک مدل میکرومکانیکی سه بعدی وابسته به زمان جهت مطالعه‌ی رفتار الاستوویسکوپلاستیک مواد مرکب با الیاف هم‌راستا، با وجود آسیب فاز میانی تحت اثر بارگذاری چند محوری ارائه می‌شود. المان حجمی نماینده ماده مرکب شامل سه فاز الیاف، زمینه و فاز میانی الیاف/زمینه می‌باشد. فاز میانی بعنوان یک فاز مجزا با ضخامت معینی که سطح بیرونی الیاف را پوشش می‌دهد درنظر گرفته می‌شود. اختلاف دمای ساخت ماده مرکب تا دمای محیط که منجر به تنش پسماند حرارتی شده، در این تحلیل منظور می‌شود. الیاف و فاز میانی بعنوان یک ماده‌ی الاستیک و زمینه بعنوان یک ماده‌ی الاستیک-ویسکوپلاستیک با سخت‌شوندگی ایزوتروپیک فرض می‌شوند. از مدل ویسکوپلاستیک بادنر-پارتم جهت مدل‌سازی رفتار غیرالاستیک وابسته به زمان زمینه استفاده می‌شود. برای تحلیل آسیب فاز میانی، مدل نیدلمن مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای مواد مرکب زمینه فلزی نشان داده می‌شود در حالی که نتایج پیش‌بینی شده بر اساس فرض عدم آسیب در فاز میانی بسیار دور از واقعیت می‌باشد، رفتار تنش-کرنش پیش‌بینی شده با وجود آسیب در فاز میانی و تنش پسماند حرارتی تطابق خوبی با داده‌های تجربی دارد. همچنین خواص الاستیک ماده مرکب با نسبت‌های منظر گوناگون با مدل میکرومکانیکی فوق استخراج می‌شود. پیش‌بینی‌های رفتار الاستیک نیز بسیار نزدیک به داده‌های تجربی و مدل‌های در دسترس دیگر است.