В Сколтехе создали модель, предсказывающую поведение композитов с самого первого момента нагружения

Термопластичные композиты с коротким стекловолокном — основа современного авиа- и автопрома: лёгкие, прочные, технологичные. Но их поведение под нагрузкой предсказывать сложно: пластические деформации начинаются с первых же секунд, и классические модели тут работают плохо. Специалисты из Сколтеха применили альтернативный подход, основанный на эндохронной теории пластичности, которая не требует разделения на упругую и пластическую зоны, и встроили модель в промышленный пакет ABAQUS.

В классической теории пластичности нужно точно знать момент, когда материал перестаёт быть упругим. Но для короткоармированных композитов этот момент размыт — пластичность проявляется сразу. Эндохронная теория описывает всё деформирование как единый процесс с «внутренним временем», зависящим от истории нагружения. Модель содержит расширенный набор параметров, которые подбираются так, чтобы расчётная кривая максимально совпала с экспериментальной при разных видах нагружения (одноосное, сдвиговое, под углом).

Ученые выявили все параметры для двух типов матриц — полифениленсульфида и полипропилена, армированных коротким стекловолокном (довольно частые композиты), а потом превратили модель в программу для пакета ABAQUS. Результат получился хороший: софт выдает результаты, хорошо согласующиеся с экспериментом в широком диапазоне нагружений, причем он работает без введения поверхности текучести, что особенно ценно для материалов с «размытым» началом пластичности.

Результаты опубликованы в Results in Engineering.

Источник: Пресс –служба Сколтеха