Разработана модель слоя тканого композита полотняного плетения с поликристаллической матрицей. При двухосном равнокомпонентном макродеформировании на основе численного решения краевых задач методом конечных элементов определены коэффициенты концентрации напряжений, вызванные наличием локальных технологических дефектов в виде разрыва нитей утка и закрытых пор. Численное решение краевых задач методом конечных элементов проведено с использованием некоммерческого пакета Code-Aster, входящего в состав платформы SALOME-MECA. Определены области внутри слоя тканого композита, в которых коэффициенты концентрации напряжений достигают максимальных значений. Установлено, что контакт с трением между нитями армирующего каркаса (по сравнению с обеспечением условий наличия гарантированного слоя матрицы вокруг каждого волокна) является причиной значительного увеличения значений коэффициентов концентрации напряжений, а главными механизмами, инициирующими разрушение поликристаллической матрицы, являются сдвиги. Показано, что с помощью технологических операций, обеспечивающих заполнение материалом матрицы полостей локальных дефектов, можно снизить концентрацию напряжений и повысить способность материала сопротивляться внешнему силовому воздействию.

A new model has been developed to simulate a woven textile composite layer with a polycrystalline matrix. Based on the numerical solution of the boundary-value problem by the finite-element method, the values of stress concentration caused by local processing defects (break in a fiber, closed internal pore) under symmetric biaxial macrodeformation are obtained. The numerical solution by the finite-element method is received using the part of SALOME-MECA framework, the non-commercial package Code-Aster. The regions of maximum stress disturbance coefficients in the textile composite layer are determined. The cause of marked increase of stress disturbance coefficients is the contact with friction between the fibers of reinforcing skeleton and the shifts are the main mechanisms of polycrystalline matrix damaging. It is shown that application of additional processing operations to fill the formed voids by matrix material can decrease stress concentration and increase the ability of a material to withstand external force loads. The mechanisms responsible for initiation of damages in a polycrystalline matrix are determined.