Мини- и микромасштабные плоские внутренние формы потери устойчивости элементов волокнистых композитов в условиях растяжения и сжатия

Предложена уточненная постановка линеаризованных задач о внутренних разномасштабных плоских формах потери устойчивости жесткого монослоя, состоящего из волокон или пучка волокон, с учетом их взаимодействия с окружающей матрицей. Волокна являются структурными элементами волокнистых композитов и находятся в докритическом (невозмущенном) состоянии под действием напряжений сдвига и растяжения (сжатия) в поперечном направлении. Для постановки задач используются уравнения, построенные путем редукции непротиворечивого варианта геометрически нелинейных уравнений теории упругости к одномерным уравнениям теории прямых стержней. Эти уравнения основаны на использовании для жесткого монослоя уточненной сдвиговой модели Тимошенко с учетом деформаций растяжения-сжатия в поперечном направлении, а для слоев связующего – модели трансверсально-мягкого слоя с неподвижными граничными плоскостями в возмущенном состоянии. Показано, что в процессе нагружения образцов возможно непрерывное изменение структуры композита вследствие реализации и смены исследуемых внутренних форм потери устойчивости при изменении параметра волнообразования. Это, в частности, позволяет объяснить уменьшение эффективного модуля сдвига волокнистого композита при увеличении сдвиговых деформаций.