Моделирование упругих свойств композитных материалов методом асимптотического осреднения с учетом неидеального интерфейса компонент

Abstract

Представлена модификация метода асимптотического осреднения для решения задачи гомогенизации упругих свойств композитных материалов с учетом упругости интерфейса между фазами. Рассматриваются условия мягкого неидеального интерфейса, допускающие скачок поля перемещений при переходе через границу фаз. Предложен переход от модели композита с тонким межфазным слоем к модели с неидеальным интерфейсом. Представлен литературный обзор методов моделирования интерфейса между матрицей и наполнителем. Для численной реализации метода осреднения используется метод конечных элементов. Предложена модель поверхностного интерфейсного конечного элемента, реализующего скачок поля перемещений при переходе через границу фаз. Численный метод осреднения упругих свойств адаптируется к наличию разрыва поля перемещений. Оцениваются пороговые значения относительной жесткости и толщины межфазного слоя, для которых применимо моделирование с помощью условий скачка перемещений. Ставится задача идентификации параметров интерфейса по экспериментально полученным техническим константам композита. Вычислительные эксперименты проводятся для дисперсно-армированного и однонаправленного композита с изотропным включением.