Vi utvecklar Monte Carlo simulering och teori för att studera de statistiska styrkeegenskaperna hos vridna fiberpaket. Dessa består av fibrer som följer en Weibull fördelning för styrka med form parameter ρ, och är arrangerade i en idealisk spiral struktur med yta Helix vinkel α s. Fiber interaktioner anses i termer av friktionskrafter som styr stress återhämtning längs trasiga fibrer bort från brotten. En twist-modifierad global lastdelning (TM-GLS) regel är utvecklad för stress omfördelning från fibrer som glider och därmed endast delvis laddad nära rasterna. Uttryck för radial tryckfördelning i garnet och motsvarande längder av friktionszoner i brutna fibrer i de olika skikten härleds med tanke på den diskreta naturen av fibrerna i bunten. Tre olika karakteristiska längd skalor av styrka utveckling för en vriden bunt föreslås, som beror på friktionskoefficient, f, och ytan vridvinkel, α s. Dessa är δ min c, δ avg c, eller δ max c, härrörande från beaktandet av den minsta, genomsnittliga, eller maximal stress återhämtning längd bland fibrerna i bunten längs sin axel. Vi visar att de normaliserade styrkorna i en vriden bunt med längd lika med någon av dessa karakteristiska längder ungefär följer en Gaussisk fördelning. Jämfört med en TM-ELS (twist-modified equal load sharing) bunt, har TM-GLS bunten förbättrad styrka eftersom genom friktion en bruten fiber kan återställa sin stress inom bunten längd. Vi visar också att förhållandet mellan den normaliserade buntstyrkan och α s beror på den karakteristiska längdskalan som används: för δ min c sjunker den normaliserade styrkan snabbt med α s; för δ avg c minskar den också, men i långsammare takt; och för δ max c uppnår den normaliserade styrkan först ett maximum till ett optimalt värde av α s innan den slutligen minskar med α s. Slutligen jämför vi simuleringsresultaten för optimal vridvinkel med experimentella data i litteraturen och får utmärkt enighet.
En avancerad modell för den statistiska styrkan hos tvinnade fiberpaket har nyligen presenterats i Porwal et al. REF En annan metod för att studera och observera effekten av fiberinteraktion i ett flerfilamentgarn är möjlig i termer av storlekseffektkurvan (beroendet av genomsnittlig garn/bundelsstyrka på längden).
STATISTICAL STRENGTH OF TWISTED FIBER BUNDLES WITH LOAD SHARING CONTROLLED BY FRICTIONAL LENGTH SCALES
{'venue': None, 'journal': 'Journal of Mechanics of Materials and Structures', 'mag_field_of_study': ['Materials Science']}