Damage analysis of fibre-matrix system

0317598 - ÚFM 2009 RIV CZ eng C - Konferenční příspěvek (zahraniční konf.)
Klusák, Jan - Knésl, Zdeněk
Damage analysis of fibre-matrix system.
[Analýza porušení systému matrice – vlákno.]
Proceedings of 17th European Conference on Fracture. Brno: VUTIUM Brno, 2008 - (Pokluda, J.; Lukáš, P.; Šandera, P.; Dlouhý, I.), s. 1432-1437. ISBN 978-80-214-3692-3.
[ECF17 - European Conference on Fracture /17./. Brno (CZ), 02.09.2008-05.09.2008]
Grant CEP: GA ČR GA101/08/0994
Výzkumný záměr: CEZ:AV0Z20410507
Klíčová slova: Bi-material notch * Generalized fracture toughness * Crack initiation direction * Composite materials damage
Kód oboru RIV: JI - Kompozitní materiály

Conditions of damage initiation in fibre composite materials are analysed in the paper. The main objective of the presentation is to quantify the influence of fibre-matrix material mismatch on failure critical stress under which a crack is initiated in the vicinity of a free fibre end. The considerations are derived from the knowledge of the stress state caused by the existence of the bi-material interface. The step change of material properties in the interface leads to singular peak of stresses, which may be responsible for crack initiation and consequently for failure of the structure. The singular stress state near the interface is analysed by means of generalized linear elastic fracture mechanics and conditions of crack initiation are assessed. On the basis of the results the question of interfacial debonding between the fibre and matrix is discussed.

V článku jsou analyzovány podmínky vzniku porušení ve vláknových kompozitních materiálech. Hlavním cílem práce je kvantifikovat vliv materiálové diskontinuity v místě spojení matrice-vlákno na kritické lomové napětí, při němž vzniká trhlina na povrchu kompozitní součásti. Úvahy jsou odvozeny ze znalosti stavu napjatosti způsobené existencí bi-materiálového rozhraní. Skoková změna materiálových vlastností na rozhraní vede k singulárnímu nárůstu napětí, který může být zodpovědný za vznik trhliny a následné celkové porušení tělesa. Singulární stav napjatosti v blízkosti rozhraní a podmínky vzniku trhlin jsou analyzovány z hlediska zobecněné lineární elastické lomové mechaniky. Na základě výsledků studií jsou diskutovány možné způsoby vzniku porušení systému matrice-vlákno.
Trvalý link: http://hdl.handle.net/11104/0167201