Физически нелинейные проблемы деформирования и повреждаемости композитных материалов стохастической структуры (обзор)

Abstract

Систематизированы исследования по теории деформирования и кратковременной и долговременной повреждаемости физически нелинейных однородных и композитных материалов. При кратковременной повреждаемости единичное микроповреждение моделируется образованием пустой квазисферичнои время на месте микрообъему, разрушается по критерию Губера - Мизеса. Граница микро-крепости принимается случайной функцией координат. При длительной повреждаемости критерий разрушения единичного микрообъему характеризуется его долговременной прочностью, обусловленной зависимостью времени хрупкого разрушения от степени близости эквивалентного напряжения до его предельного значения, характеризующий кратковременную прочность. Для произвольного момента времени сформулированы уравнения баланса пористости нелинейного материала, совместно с уравнениями связи макронапряжений и макро-деформаций образует замкнутую систему. Построены алгоритмы вычисления зависимостей макронапряжений и микро-повреждаемости материала от макро-деформаций и времени, а также исследовано влияние нелинейности на соответствующие кривые.

A study on the theory of deformation as well as the short-time and long-time damageability of physically nonlinear composite materials is systematized. In the case of short-time damageability, the single microdamage is modeled by forming the empty quasi-spherical pore instead the microvolume, which is damaged by the Huber – Mises criteria. The limit of microstrength is assumed to be the random function of coordinates. In the case of long-term damageability, the criterion of damage of single microvolume is characterized by its long-term strength, which is caused by dependence of the brittle fracture time on the degree of closeness of equivalent stress to its limit value, which characterizes the short-time strength. For arbitrary value of time, the balance equation of damage is formulated, which together with the equations of link between macrostresses and macrostrains forms the closed system. The algorithms for calculation of dependences of macrostresses and microdamage on macrostrains and time is built as well as the effect of nonlinearity of material on the corresponding curves is studied.