Übersicht
Für das hyperelastische, kompressible, durch eine Familie undehnbarer Fasern verstärkte Verbundmaterial wird die allgemeine finite Stoffgleichung aufgestellt; anschließend werden die Stoffgleichungen nach der Theorie zweiter und erster Ordnung mit Hilfe der Methode der asymptotischen Approximation hergeleitet. Auch die linearisierte Stoffgleichung des durch zwei Familien undehnbarer Fasern verstärkten, kompressiblen Verbundwerkstoffs wird ermittelt, wobei sich für den ebenen Verzerrungszustand die gleichen Beziehungen wie beim inkompressiblen, durch eine Familie undehnbarer Fasern verstärkten Verbundmaterial ergeben.
Summary
The general finite constitutive equation for hyperelastic compressible materials reinforced by one family of inextensible fibres is determined and with the aid of the asymptotic approximation method the second- and first-order constitutive equations are derived. The linearized constitutive equation for a compressible composite reinforced by two families of inextensible fibres is also regarded. For plane strain deformations it is found that these equations are also valid for an incompressible material reinforced by a single family of inextensible fibres.
Literatur
Alts, T.: Thermodynamics of Thermoolastic Bodies with Kinematic Constraints. Arch. Rat. Mech. Anal. 61 (1976) S. 253–289
Pipkin, A. C.; Rogers, T. G.: Plane Deformations of Incompressible Fiber-Reinforced Materials. J. Appl. Mech. 38 (1971) S. 634–640
Spencer, A. J. M.: Deformations of Fibre-Reinforced Materials. Oxford 1972
Heaton, M. D.: A Calculation of the Elastic Constants of a Unidirectional Fibre-Reinforced Composite. Brit. J. Appl. Phys. 11 (1968) S. 1039–1048
Fahmy, A. A.; Ragai-Ellozy, A. N.: Thermal Expansion of Laminated Fiber Composites in the Thickness Direction. J. Comp. Mat. 8 (1974) S. 90
Markham, M. F.: Measurement of the Elastic Constants in Fibre Composites by Ultrasonics. Composites 1 (1970) S. 145
Johnson, K.: The Mechanical Behaviour of Laminated Carbon Fibre-Reinforced Plastics: Ph. D. Thesis, Dept. of Mechanical Engineering, University of Nottingham, 1973
Morland, L. W.: A Plane Theory of Inextensible Transversely Isotropic Elastic Composites. Int. J. Solids Structures 9 (1973) S. 1501–1518
Spencer, A. J. M.: The Static Theory of Finite Elasticity. J. Inst. Maths. Appl. 6 (1970) S. 164–200
Wang, C.-C.; Truesdell, C.: Introduction to Rational Elasticity. Leyden 1973, S. 191–194
Spencer, A. J. M.: Isotropic Integrity Bases for Vectors and Second-Order Tensors (Part II). Arch. Rat. Mech. Anal. 18 (1965) S. 51–82
Rivlin, R. S.: The Solution of Problems in Second Order Elasticity Theory. J. Rat. Mech. Anal. 2 (1953) S. 53–81
Green, A. E.; Spratt, E. B.: Second-Order Effects in the Deformation of Elastic Bodies. Proc. R. Soc. A224 (1954) S. 347–361
England, A. H.; Ferrier, J. E.; Thomas, J. N.: Plane Strain and Generalized Plane Stress Problems for Fibre-Reinforced Materials. J. Mech. Phys. Solids 21 (1973) S. 279–301
Lekhnitskii, S. G.: Theory of Elasticity of an Anisotropic Elastic Body. San Francisco, 1963
Lekhnitskii, S. G.: Anisotropic Plates. New York, 1968
Author information
Authors and Affiliations
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Avramidis, I.E. Stoffgleichungen nach der Theorie zweiter und erster Ordnung für hyperelastische faserverstärkte Werkstoffe mit inneren Zwangsbedingungen. Ing. arch 46, 261–269 (1977). https://doi.org/10.1007/BF00536962
Received:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF00536962