Analýza pevnosti krátkovláknových kompozitů

Abstract

Tato bakalářská práce se zabývá pevnostní analýzou krátkovláknových kompozitů. Jako první jsou v teoretické části charakterizovány a klasifikovány kompozitní materiály. Dále je vysvětlena problematika mechaniky kompozitů vyztužených krátkými vlákny, především rozložení napětí ve vláknech s podkritickou a s nadkritickou délkou. V poslední kapitole rešerše jsou vysvětleny teoretické modely, které se používají k predikci pevnosti krátkovláknových kompozitů. Výpočetní část pak obsahuje několik modelů, které se pomocí MKP analýzy zaměřují na vliv objemového podílu, délky a orientace vláken na pevnosti takového kompozitu. Výsledky jsou vždy detailně srovnány s výsledky z MKP analýzy, s analytickými výsledky a s výsledky získanými v experimentu.

This bachelor thesis deals with strength analysis of short fiber composites. In the theoretical part, composite materials are first characterized and classified. Furthermore, the problem of mechanics of composites reinforced with short fibers is explained, mainly the stress distribution in fibers with subcritical and with supercritical length. The last chapter explains the theoretical models that predict the strength of short-fiber composites. The computational part then contains several models which based on the FEM analysis focus on the effect of volume fraction, length, and orientation of fibers on the strength of such a composite. The results are always compared in detail with the results from the FEM analysis, with analytical results and with the results obtained in the experiment.