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Fractura de Fibra y Resistencia del Haz

Storyboard

La resistencia de fibras individuales (vidrio, carbono, cerámicas) sigue la misma estadística de Weibull que otros materiales frágiles (reuso de Cerámica A1); determina la resistencia efectiva de un haz de fibras (teoría de Daniels).

>Modelo

ID:('ky', 1649)


Weibull fibra individual

Storyboard



$P_f=1-\exp[-\frac{L_{fiber}}{L_0}(\frac{\sigma_{applied}}{\sigma_{0,weib}})^{m_{weib}}]$

$m_{weib}$
Módulo de Weibull
$1$
$P_f$
Probabilidad de falla fibra individual
$1$
$sigma_{applied}$
Esfuerzo aplicado
$Pa$
$sigma_{0,weib}$
Resistencia característica Weibull
$Pa$
$L_{fiber}$
Longitud de fibra
$m$
$L_0$
Longitud de referencia
$m$



>Modelo

ID:('gm', 14421)


Resistencia haz Daniels

Storyboard



$\sigma_{bundle}=\sigma_{0,weib}(m_{weib}e)^{-1/m_{weib}}$

$m_{weib}$
Módulo de Weibull
$1$
$sigma_{0,weib}$
Resistencia característica Weibull
$Pa$
$sigma_{bundle}$
Resistencia efectiva del haz
$Pa$



>Modelo

ID:('gm', 14422)


Efecto escala longitud

Storyboard



$\frac{\sigma_1}{\sigma_2}=(\frac{L_2}{L_1})^{1/m_{weib}}$

$m_{weib}$
Módulo de Weibull
$1$
$sigma_1/sigma_2$
Razón de resistencia por escala
$1$
$L_1$
Longitud caso 1
$m$
$L_2$
Longitud caso 2
$m$



>Modelo

ID:('gm', 14423)


Supervivencia fibra

Storyboard



$S_{fiber}=1-P_f$

$P_f$
Probabilidad de falla fibra individual
$1$
$S_{fiber}$
Supervivencia de fibra
$1$



>Modelo

ID:('gm', 14424)


Fibras sobrevivientes

Storyboard



$N_{alive}=N_{fiber0}S_{fiber}$

$N_{alive}$
Fibras sobrevivientes
$1$
$N_{fiber0}$
Número inicial de fibras
$1$
$S_{fiber}$
Supervivencia de fibra
$1$



>Modelo

ID:('gm', 14425)


Carga de haz

Storyboard



$F_{bundle}=\sigma_{bundle}N_{alive}A_{fiber}$

$N_{alive}$
Fibras sobrevivientes
$1$
$sigma_{bundle}$
Resistencia efectiva del haz
$Pa$
$F_{bundle}$
Carga soportada por haz
$N$
$A_{fiber}$
Área transversal por fibra
$m²$



>Modelo

ID:('gm', 14426)


Carga dinámica

Storyboard



$\sigma_{applied}^{n+1}=\sigma_{applied}^{n}+\dot\sigma,f_L\Delta t$

$f_L$
Factor dinámico de carga
$1$
$sigma_{applied}$
Esfuerzo aplicado
$Pa$
$dotsigma$
Tasa de incremento de esfuerzo
$Pa/s$
$Delta t$
Paso temporal
$s$



>Modelo

ID:('gm', 14427)


Estructura del modelo

Descripción

Red de modelo


Primero, seleccione la ecuación:   a ,  luego, seleccione la variable:   a 

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

Cálculos

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

 Variable   Dado   Calcule   Objetivo :   Ecuación   A utilizar



Variables

Símbolo
Texto
Variable
Valor
Unidades
Calcule
Valor MKS
Unidades MKS
$f_L$
load_factor
Factor dinámico de carga
1
$N_{alive}$
N_alive
Fibras sobrevivientes
1
$m_{weib}$
m_weib
Módulo de Weibull
1
$N_{fiber0}$
N_fiber0
Número inicial de fibras
1
$P_f$
P_f
Probabilidad de falla fibra individual
1
$sigma_1/sigma_2$
sigma_ratio
Razón de resistencia por escala
1
$S_{fiber}$
S_fiber
Supervivencia de fibra
1
$sigma_{applied}$
sigma_applied
Esfuerzo aplicado
Pa
$sigma_{0,weib}$
sigma_0_weib
Resistencia característica Weibull
Pa
$sigma_{bundle}$
sigma_bundle
Resistencia efectiva del haz
Pa
$dotsigma$
sigma_rate
Tasa de incremento de esfuerzo
Pa/s
$F_{bundle}$
F_bundle
Carga soportada por haz
N
$L_1$
L_1
Longitud caso 1
m
$L_2$
L_2
Longitud caso 2
m
$L_{fiber}$
L_fiber
Longitud de fibra
m
$L_0$
L_0
Longitud de referencia
m
$A_{fiber}$
A_fiber
Área transversal por fibra
$Delta t$
dt
Paso temporal
s

ID:(0, 1649)


gphysics.net - Dr. Willy H. Gerber
Palos Verdes, Costa de Corral, Región de los Rios, Chile