Bruchmodell

Die Plastizitätsreaktion des Matrixkonstituentenmaterials wird insgesamt durch Eqs definiert. 1-8. Das Modell muss jedoch auch ein Bruchkriterium aufweisen, das den vollständigen Ausfall des mit kurzen Fasern gefüllten Materials identifiziert. Wir übernehmen die Funktionsform des effektiven Spannungsausdrucks (eine Gewichtung der Mises-Spannung, siehe EQ). 6) Ist zur Definition der Richtungsabhängigkeit des Materials sowohl für die Prognose der Matrixkunststoffentwicklung als auch der Prognose des Matrixbruchs ausreichend. Aus diesem Grund setzt die Bestimmung des Matrixbruchkriteriums voraus, dass eine Obergrenze für den Wert der gewichteten effektiven Spannung festgelegt wird (die effektive Festigkeit wird durch S_eff dargestellt). In diesem Fall wird die Matrixbruchbedingung wie folgt ausgedrückt:

wo zu erkennen ist, dass die Spannungskomponenten die durchschnittliche Spannung im Matrixmaterial darstellen.

Wenn die Matrixbruchbedingung erfüllt ist, werden einige Änderungen an den Konstitutivbeziehungen des ausgefallenen Materials vorgenommen.

1. Es ist nicht mehr notwendig, die Spannung und Dehnung des Verbundwerkstoffs in die Matrixspannung zu zerlegen, da die Kunststoffentwicklung für die Matrix nicht mehr länger berechnet werden muss.
2. Die konstitutiven Beziehungen des homogenisierten Verbundmaterials werden direkt verwendet und nicht mehr über die konstitutiven Beziehungen und die Mikrostruktur (wie bereits zuvor gezeigt) berechnet.
3. Die Steifheit des Verbundmaterials wird sofort auf einen Bruchteil der ursprünglichen elastischen Steifheit des Verbundmaterials reduziert. Die Steifheit wird reduziert, indem alle sechs ursprünglichen Verbundmodule mit einer Degradationskonstante multipliziert werden. Beachten Sie, dass die Steifheit des Verbundmaterials nach dem Auslösen der Bruchbedingung für die Dauer der Simulation konstant bleibt und diesen reduzierten Wert hat.
4. Die konstitutiven Bedingungen des Verbundwerksoffs werden von einer Tangentenformulierung (die in der Plastizitätsphase der Materialreaktion verwendet wird) zu einer Sekantenformulierung geändert. Da die Steifheit des ausgefallenen Verbundwerksoffs konstant bleibt, hat der entsprechende Integrationspunkt keine direkte Auswirkung auf die Nichtlinearität der Lösung mehr.