بررسی تأثیر شکل سطح مقطع فیبر و فاصله‌ی بین آنها بر توزیع تنش در مواد مرکب فیبری در حضور یک ترک

در این تحقیق تأثیر شکل سطح مقطع الیاف و فاصله‌ی بین آنها بر توزیع تنش در یک تک لایهی مرکب بررسی شده است. تک لایهی یاد شده تحت بارگذاری کششیP  در راستای الیاف قرار داشته و حاوی ترکی متقارن است. دو تک لایهی مرکب که در یکی الیاف دارای مقطع مثلثی شکل و دیگری دارای مقطع مستطیلی شکل، در نظر گرفته شده است. با استفاده از مدل اصلاح شده که در آن ماتریس علاوه بر بار برشی، نیروی کششی را نیز تحمل می‌کند معادلات دیفرانسیلی- تفاضلی تعادل استخراج شده و میدان‌های تغییر مکان و نیرو در تک لایه تعیین شده‌اند. مقایسه‌ی نتایج حاصل از مدل شیرلگ  با نتایج حاصل از مدل اصلاح شده، ضعف مدل شیرلگ  را در بررسی صحیح توزیع تنش نشان می‌دهد. در مدل اصلاح شده، با افزایش فاصله فیبرها، تمرکز تنش در الیاف و ماکزیمم تنش برشی در ماتریس کاهش می‌یابد. همچنین، فیبرهای مثلثی شکل تنش برشی در ماتریس را بیش از الیاف دایره‌ای شکل کاهش می‌دهند. با کاهش زاویه مربوط به شکل، سطح مقطع الیاف مثلثی شکل، تنش برشی بدست آمده بیش از پیش کاهش یافته در حالی که ماکزیمم تنش کششی در الیاف ماکزیمم ثابت باقی می‌ماند. در صد کاهش در تنش برشی بین الیاف دایره‌ای و مثلثی شکل (q   برابر 30 درجه) ، به ازاء کسری حجمی یک برابر 32 درصد است.