اثرات فاز میانی بر خواص مکانیکی مواد مرکب با توزیع اتفاقی الیاف تحت بارگذاری خارج از محور

بنیان روابط خواص-ساختاری مناسب برای مواد مرکب سه فازی اصل مهمی برای چنین موادی جهت طراحی های مطمئن می باشد. در این مطالعه، یک مدل تحلیلی پایه میکرومکانیکی سه بعدی جهت ارزیابی اثرات فاز میانی بر خواص مکانیکی مواد مرکب الیافی سه فازی تحت بارگذاری خارج از محور ارائه می شود. المان حجمی نماینده ی ماده مرکب شامل سه فاز تقویت (الیاف بلند)، زمینه و ناحیه فاز میانی می باشد که رفتار هر سه فاز بصورت ایزوتروپ و الاستیک خطی فرض می شوند. آرایش الیاف در زمینه بصورت اتفاقی با توزیع یکنواخت، فرض شده و الیاف توسط فاز میانی احاطه می شوند. اثرات فاز میانی مانند ضخامت و مدول یانگ آن بر خواص مکانیکی ماده مرکب الیافی در بارگذاری خارج از محوری مورد بررسی قرار می گیرد. همچنین اثرات درصد حجمی الیاف با در نظر گرفتن فاز میانی و بدون آن بر پاسخ ماده مرکب مورد مطالعه قرار می گیرد. با تعریف پارامتری تحت عنوان نسبت تقویت فاز میانی، نتایج نشان می دهد که شدت اثر فاز میانی بر مدول یانگ ماده مرکب از 0 درجه (بارگذاری طولی) تا 90 درجه (بارگذاری عرضی) افزایش می یابد. نتایج بدست آمده با مدل میکرومکانیکی حاضر می تواند جهت طراحی بهینه مواد مرکب با بالاترین خواص مکانیکی مفید باشد.