Статистическая модель разрушения композиционных материалов

Статистическая модель разрушения КМ используется для определения прочности КМ, армированных пучком (или пучками) волокон. Эта модель учитывает возможный разброс свойств волокон по длине.

Если композиция состоит из прочных, пластичных волокон и пластичной матрицы, то разброс прочностных характеристик компонентов мал и прочность такого КМ без большой погрешности можно выразить уравнением аддитивности. Разрушаются такие КМ из-за неустойчивости пластического течения с образованием шейки и одновременным разрывом всех волокон.

Если же композиция состоит из хрупких волокон с большим разбросом прочности и малопластичной матрицы (например, боропластики, углепластики, стеклопластики), то использование при оценке прочности КМ средней прочности волокон приводит к большим погрешностям. Для таких КМ нужен статистический подход к оценке прочности.

При нагружении КМ хрупкая матрица - хрупкое волокно разрыв, появившийся в одном сечении, не приводит к разрушению всех волокон в том же сечении, поскольку внутренние дефекты в волокнах распределены статистически по всей их длине. За первым разрывом в одном сечении следует разрыв другого волокна в другом сечении. Эти разрывы накапливаются по длине образца и по достижении некоторого критического состояния приводят к разрушению КМ в целом. Такой вид разрушения и положен Б. Розеном в основу статистической теорий прочности КМ.

Таким образом, рассмотренная теория позволяет рассчитать характеристики прочности, упругости, коэффициент Пуассона для элемента, содержащего отдельный участок арматуры в матрице или несколько армирующих волокон.