Some effects of fiber wabbliness in composite plates

Summary

This paper concerns the effects that slight deviations in fiber directions have on the stress field in composite plates. The fiber reinforced plates are represented by the equivalent modulus theory as homogeneous transversely isotropic regions and the deviations in fiber directions are incorporated by varying the directions of the axes of the material symmetry.

Solutions are presented to three specific boundary value problems. In two of those problems comparison is provided with results derived under the assumption of fiber inextensibility. It is shown that, for the problems considered, the model of inextensible fibers yields very satisfactory answers.

Furthermore, it is found that when the misalignments in fiber directions are localized within a small region of the plate they give rise to secondary stresses whose amplitude is much higher than the magnitudes of the secondary stresses associated with widely spread misalignments.

Zusammenfassung

Diese Arbeit behandelt die Wirkungen kleiner Schwankungen der Faserrichtung auf das Spannungsfeld in Verbundplatten. Mit Hilfe der Theorie des äquivalenten Moduls werden die faserverstärkten Platten als homogene, transversal-isotrope Bereiche behandelt. Die Schwankungen der Faserrichtungen werden durch Schwankungen der Richtungen der Werkstoffsymmetrieachsen berücksichtigt.

Die Lösungen von drei bestimmten Randwertproblemen wird angegeben. Zwei davon werden mit unter der Annahme von Faserundehnbarkeit erhaltenen Resultaten verglichen. Es wird gezeigt, daß in den betrachteten Fällen das Modell mit undehnbaren Fasern äußerst gute Ergebnisse liefert.

Weiters zeigt sich, daß im Fall auf kleine Bereiche beschränkter Faserschwankungen wesentlich größere Sekundärspannungen auftreten als im Fall auf große Bereiche verteilter Faserschwankungen.