Transferencia de carga entre las fibras de materiales compuestos de matrices frágiles

En los materiales compuestos con matrices cerámicas o vitreas y refuerzos de fibras continuas o largas, la matriz se agrieta durante el proceso de carga y alcanza un estado de saturación. A partir de ese momento, las fibras que unen ambos lados de las grietas de la matriz soportan toda la carga en esos planos. Con cargas superiores, las fibras comienzan también a romperse. La hipótesis habitual es que la carga que soporta la fibra que se rompe se reparte uniformemente entre las demás fibras intactas. La evidencia experimental y el modelo matemático que se presenta muestra que esto no es así. La carga se redistribuye en función de la proximidad de las fibras con la fibra rota. El cálculo aproximado de la redistribución de la carga se realiza por superposición de la solución de Boussinesq de un indentador sobre un sólido semi-infinito. Un procedimiento iterativo permite resolver el problema tras la rotura de cada fibra. Los resultados muestran que la transferencia es muy localizada cuando la fracción de fibras rotas es pequeña y cómo se aproxima a la hipótesis de una transferencia global cuando la fracción de fibras rotas es alta.

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