د) هزینه ساخت آنها نسبتاً بالا می‎باشد.
در سال‎های گذشته روش‎های مختلفی برای حل مسائل فوق ارائه گردیده است. یکی از این روش‎ها بکارگیری کامپوزیت‎های سه بعدی می باشد. ساخت اولین نمونه‎ های کامپوزیت سه بعدی به سال ۱۹۶۰ برمی‎گردد. در طی این ۵۰ سال تحقیقات زیادی در زمینه روش های تولید کامپوزیت سه بعدی، افزایش خواص مکانیکی، تجاری سازی آنها و … انجام شده است. تنوع ساختار و روش‎های تولید گوناگون، دامنه وسیعی از خواص مکانیکی را برای کامپوزیت‎های سه بعدی به ارمغان آورده‎است. همچنین این کامپوزیت ها برخلاف کامپوزیت‎های دو بعدی دارای رشته های فایبر در جهت ضخامت می‎باشند. این موضوع علاوه بر تقویت خواص مکانیکی در راستای ضخامت، از جدایش لایه ها تا حد امکان جلوگیری نموده و مقاومت در برابر ضربه را افزایش می‎دهد. در حقیقت کامپوزیت‎های سه بعدی برخی از معایب اصلی کامپوزیت های دو بعدی را تا حد زیادی مرتفع کرده اند.

( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

کامپوزیت های سه بعدی به چهار دسته اصلیِ Braided,Woven، Knitted و Stitched تقسیم بندی می‎شوند که تفاوت آنها در نوع ساختار داخلی و قرارگیری الیاف می‎باشد. یکی از انواع کامپوزیت های سه بعدیِ Stitched، کامپوزیت پیشرفته چند راستا یا NCF می‎باشد. کامپوزیت های پیشرفته چند راستا از طریق قرارگیری الیاف تک جهته روی یکدیگر و اتصال آنها به یکدیگر به کمک الیاف عمودی (الیاف در راستای ضخامت) تولید می‎گردند، در حالیکه در کامپوزیت های دو بعدی رشته های فایبر بصورت تار و پود در محل خود قرار گرفته‎اند. کامپوزیت های پیشرفته چند راستا در مقایسه با کامپوزیت های دو بعدی، دارای خواص مکانیکی بهتر، سختی بیشتر، مقاومت بالاتر در برابر جدایش لایه ها و استحکام بیشتر در برابر بارهای ضربه ای و انفجاری می‎باشند.
در ساختار داخلی سه بعدی کامپوزیت های پیشرفته چند راستا، الیاف عمودی در فواصل معین در راستای ضخامت و روی سطح لایه های بالا و پایین قرار گرفته است. با عبور الیاف عمودی از ضخامت، الیافِ لایه ها دچار انحراف شده و حفره هایی در ساختار داخلی ایجاد می‎گردد. این حفره‎ها در پروسه های ساخت کاملاً با رزین پر می‎شوند. با توجه به این موضوع ساختار داخلی کامپوزیت‎های پیشرفته چند راستا یک ساختار ناهمگن و غیر ایزوتروپیک می‎باشد و خواص مکانیکی آنها با روش های متداولِ مورد استفاده در کامپوزیت های دو بعدی قابل محاسبه نیست. همچنین با توجه به وجود الیاف عمودی در راستای ضخامت، نمی‏توان کامپوزیت های پیشرفته چند راستا را ایزوتروپیکِ عرضی فرض نمود]۲[.
انجام بررسی‎های تجربی، تئوری و عددی متعدد جهت شناخت هرچه بیشتر خصلت‎های رفتاری کامپوزیت‎های مختلف تحت شرایط بیرونی مختلف یکی از دل‎مشغولی‎های عمده محققان در سالهای اخیر بوده بطوریکه نتایج به بارنشسته قبلی در کارکردهای عملی و صنعتی نیز به نمره قابل قبولی دست پیدا کرده‎اند.
از جمله این آزمایشات و مشاهدات که بر روی کامپوزیت ها انجام پذیرفته، پاسخ این لایه ها تحت بارگذاری ضربه است. ضربه قطعه خارجی در برخورد با قطعه کامپوزیتی از جمله مواردی است که اجزایی همچون بال و بدنه سازه های هوایی و دریایی را تهدید میکند و در صورت عدم دارایی استحکام مناسب می تواند به تخریب های گسترده و زیان آور بیانجامد. چرا که با همه این تفاسیر و تفاصیل، هنوز نیز کم و کیف پاسخ چندلایه های کامپوزیتی سه بعدی تحت بارگذاری های مساله سازی چون ضربه، محل دغدغه و اندیشه محققان است. بارهای ضربه‎ای محتملی که در طول پروسه تولید و یا حین سرویس دهی و یا تعمیرات رخ می‏دهند گاهی تولید آسیب های داخلی کرده که با بازرسی های چشمی قابل تشخیص نیستند و در بارگذاری‎های بعدی گسترش پیدا کرده و موجب کاهش استحکام سازه و متعاقبا وارد آمدن خسارت و صدمات به سازه و سازه های مرتبط و مجاور می‎شود. لذا منطقی است که در هنگام طراحی این سازه ها، جهت حصول اطمینان از میزان مقاومت شان در برابر بارهای ضربه‎ای، استحکام آنها در این بارگذاری‎ها مورد بررسی قرار گیرد.
۱-۲- پیشینه تحقیق
بعلت فراگیر و حائز اهمیت بودن پدیده ضربه بر روی سازه‎های کامپوزیتی، تاکنون مطالعات تجربی، عددی و تحلیلی متعددی جهت مطالعه پروسه ضربه بر روی انواع مختلف کامپوزیتها صورت پذیرفته است.
شاید بتوان گفت اولین مطالعات تجربی و آزمایشگاهی بر روی مواد مرکب تحت ضربه بالستیک به دهه ۶۰ میلادی برمی گردد که اسناد آن تا مدتها بعلت ارتباط با تحقیقات صنایع نظامی تا اواخر دهه ۸۰ بصورت سری باقی ماند تا اینکه در آن زمان مقالات متعددی در این زمینه انتشار یافت که از آن جمله می توان بررسی رفتار بالستیک چندلایه های فایبر با ماتریس‎های اپوکسی و وینیل استر توسط واسادف^[۱] در ۱۹۸۷ اشاره کرد]۳۴[.
کانت وِل^[۲] در ۱۹۸۸ به آنالیز چندلایه های کربن-اپوکسی تحت محدوده وسیعی از سرعت‎ها (۱۰ تا ۵۰۰ متر بر ثانیه) با بهره گرفتن از آزمایشات غیرمخرب اولتراسونیک پرداخت]۳۵[.
چن چانگ^[۳] و وو^[۴] در ۱۹۹۴ با ترتیب آزمایشی برای چندلایه های بافته شده گلاس – اپوکسی تحت ضربه گلوله با سر نیم کروی و محدوده سرعت بین ۲/۸ تا ۸/۹۲ دریافتند که به موازات افزایش سرعت گلوله، الگوی ناحیه تخریب از حالت دایره به فرم بیضوی و نهایتا لوزی تغییر شکل می دهد. ضمن اینکه برای سرعت های پایین تر از حد بالستیک انرژی جذب شده و ناحیه لایه لایه شده دارای رابطه خطی با انرژی اولیه گلوله هستند ]۳۶[.
سان^[۵] و پوتی^[۶] در ۱۹۹۶ سرعت حد بالستیک و سرعت باقیمانده گلوله بعد از پروسه ضربه را با بهره گرفتن از یک مدل المان محدود دو گرهی و دو درجه آزادی به ازای هر گره پیش بینی کردند]۳۷[.
ناندال^[۷] و همکارانش در ۱۹۹۸ ضمن نادیده گرفتن رفتار غیرایزوترپیک چندلایه‎های گلاس- پلی استر تحت ضربه از یک کد اجزاء محدود دوبعدی LS-DYNA جهت پیش بینی توسعه گونه های مختلف تخریب آنها بهره بردند]۳۸[.
لوناسی^[۸] و همکارانش در سال ۲۰۰۰ یک مدل تحلیلی شکست برای آنالیز سازه های نازک بافته شده گلاس-اپوکسی تحت بارگذاری ضربه ارائه کردند که به پیش بینی تخریب درون صفحه‎ای کامپوزیت شامل شکست ماتریس و فایبر در جهات تار و پور می انجامید]۳۹[.
نایک^[۹] و همکارانش در سال ۲۰۰۰ با بهره گیری از قانون تماسی هرتز به ارائه مدلی عددی برمبنای اجزاء محدود جهت بررسی و مقایسه رفتار (شامل ماکزیمم نیروی تماسی بوجودآمده در ضربه، ماکزیمم جابجایی، طول زمان ضربه) چندلایه های تک جهته و بافته شده صفحه‎ای که در هر چهار وجه خود مهار شده اند تحت ضربه سرعت پایین پرداختند]۴۰[.
فوجی^[۱۰] و همکارانش در ۲۰۰۲ نشان دادند که برای CFRP ها هرچه سرعت ضربه بیشتر باشد، توسعه ناحیه تخریب کمتر است]۴۱[ .
لوپزپونت^[۱۱] و همکارانش در ۲۰۰۲ تاثیر دما و نواری یا بافته شده بودن^[۱۲] فایبرها را روی سایز ناحیه تخریب CFRP ها تحت ضربه سرعت بالا بررسی کردند.]۴۲[.
کیم^[۱۳] و همکارانش در ۲۰۰۳ رفتار پنل های شبه ایزوتروپیک کربن-اپوکسی را تحت ضربه دانه‎های تگرگ مورد بررسی قرار دادند و به مکانیزم‎های تخریب مختلف تحت سرعت‎های مختلف دست یافتند]۴۳[.
مدلسازی‎های تماما سه بعدی نظیر آنچه بعدا لوپزپونت و همکارانش در ۲۰۰۳ ارائه کردند نیز مطرح شد، که بعنوان مثال می توان به تلاش چن^[۱۴] و همکارانش در ۱۹۹۷ اشاره کرد که از یک روش بسیار بدیع برای بررسی ضربه های با سرعت بالاتر از ۵۰۰ متر بر ثانیه بر چندلایه های کربن – اپوکسی بهره بردند. آنها از هیدرودینامیک ذره مسطح شده^[۱۵] که در اواخر دهه ۷۰ جهت حل مسائل اجرام سماوی و برخورد اجسام ریزاتمی با یکدیگر استفاده می شد، برای گسسته سازی فضایی مدل سه بعدی استفاده کردند]۴۴[.
روش های تحلیلی متعددی نیز برای دریافت پاسخ کلی سیستم تحت ضربه با در نظر گرفتن قانون بقای مومنتم و معادله انرژی که شامل معادلات جبری و دیفرانسیل می شوند ارائه شده‎اند. نایک و همکارانش در ۲۰۰۵ با بررسی تحلیلی چندلایه های بافته شده دوبعدی تحت ضربه بالستیک براساس تئوری موج توانستند ضمن تعیین انرژی جذب شده توسط مکانیزم‎های مختلف تخریب در هر بازه زمانی و میزان کاهش سرعت در انتهای هر بازه به پیش بینی سرعت حد بالستیک، طول زمان تماس و شعاع ناحیه تخریب دست یابند که توسط نتایج آزمایشگاهی نیز صحت نتایج خود را تایید کردند]۴۵[.
در سال ۲۰۰۶ نیز لوپزپونت و همکارانش یک مدل تحلیلی برای پیش بینی سرعت باقیمانده گلوله در پلیت های بافته شده صفحه‎ای نازک از جنس کربن-اپوکسی تحت ضربه آن گلوله با سرعت بالا ارائه کردند]۴۶[.
در ۲۰۰۶ یونسانگ^[۱۶] و همکارانش به بررسی آزمایشگاهی رفتار تحت ضربه یک چندلایه سه جهته عمودی با بهره گرفتن از دستگاه ارتقاء یافته میله فشاری هاپکینسون^[۱۷] پرداختند و با تحلیل نمودار نیرو-جابجایی کامپوزیت، حساسیت انرژی جذب شده شکست و نیروی شکست را نسبت به نرخ کرنش مورد آنالیز قرار دادند و دریافتند این انرژی رابطه مستقیمی با سرعت اولیه گلوله و به تبع آن نرخ کرنش دارد. همچنین مود شکست در بارگذاری شبه استاتیکی عرضی را شکست کششی لایه عقبی و شکست فشاری لایه جلویی، و در بارگذاری عرضی ناشی از ضربه شکست ماتریس و فایبر ارزیابی کردند و هیچگونه مکانیزم لایه لایه شدن را نیز گزارش نکردند]۴۷[.
در ۲۰۰۷ ریسیو^[۱۸] و همکارانش با بهره گیری از ایده جدیدی از اجزاء محدود، رشد لایه لایه شدن در NCF ها را شبیه سازی کردند]۴۸[.
جونتیکا^[۱۹] و اسپ^[۲۰] در ۲۰۰۸ با انجام آزمایشاتی بر روی NCF های تقویت شده، تخمینی از رفتار آنها را بدست آوردند. آنها در تست هایشان چندلایه های کربن – اپوکسی را تحت برخورد ضربه دو گلوله متفاوت از جنس یخ و سنگ گرانیت هرکدام با دوقطر متفاوت و محدوده سرعتی ۱۰۰ تا ۱۹۹ متر بر ثانیه قرار دادند و صحت یکی از مدلهای تحلیلی موجود را در این زمینه را بررسی کردند (مدل اولسون^[۲۱]) ]۴۹[.
شیخ^[۲۲] و همکارانش در ۲۰۰۸ در بررسی رفتار چندلایه های تحت ضربه بالستیک، ضمن مدل کردن چندلایه با المان پوسته و گلوله بصورت جسم صلب، از تئوری شکست درون صفحه‎ای هشین و قانون رشد تخریب پیشنهادی ماتزنمیلر جهت پیش بینی شروع و رشد شکست بهره بردند و از سابروتین VUMAT همراه با ABAQUS در مدلسازی این پدیده استفاده کردند]۵۰[.
در سال ۲۰۰۸ بوژانگ^[۲۳] و همکارانش یک رهیافت برمبنای سلول واحد و تئوری شکست ناحیه آسیب دیده بحرانی ^[۲۴]برای محاسبات اجزاء محدود تخریب ناشی از ضربه سرعت بالا روی کامپوزیت های سه جهته عمودی بافته‏شده ارائه کردند. نکته مهم در نتایج بدست آمده این گروه این بود که مود شکست لایه لایه شدن مشاهده نشد]۵۱[.
والتر^[۲۵] و همکارانش در ۲۰۰۹ به مشاهده و تحلیل میکروسکوپیک قطعات آسیب دیده آزمایشگاهی چندلایه های بافته شده گلاس- اپوکسی سه جهته که تحت بارگذاری سرعت بالا واقع شده بودند پرداختند و نتیجه گرفتند که علیرغم اینکه الیاف نگهدارنده عمودی نقش موثری در جلوگیری از لایه لایه شدن تحت ضربات با سرعت پایین دارند اما این مود در ضربات با سرعت های بالا، همچنان مکانیزم غالب شکست می‎باشد]۵۲[.
هیمل^[۲۶] و هب^[۲۷] در ۲۰۱۰ طی آزمایشهایی روی چندلایه های کربن – اپوکسی، به بررسی تاثیر تغییر پارامترهای مختلف دوخت مثل قطر، الگوی هندسی و جهت بافت الیاف عمودی، در خواص مکانیکی درون و برون صفحه‎ای NCF ها مثل مدول و استحکام برشی و استحکام فشاری بعد از ضربه^[۲۸] پرداختند]۵۳[.
گرلاچ^[۲۹] و همکارانش در ۲۰۱۱ با انجام آزمایشاتی روی چندلایه های بافته شده سه جهتی ضمن تعیین “درصد الیاف نگهدارنده %۳ و %۶” و “نرخ کرنش ۰۰۱/. ، ۱۰، ۱۰۰۰” بعنوان دو متغیر آزمایش به این نتیجه رسیدند که هرچند این درصد تاثیر کمی در استحکام درون صفحه ای چندلایه های مذکور دارد اما در افزایش مقاومت آنها در برابر لایه لایه شدن در بارگذاری خمشی نقش مهمی را ایفا میکنند]۵۴[.
با بررسی منابع فوق و همچنین تحقیقات متعدد دیگر اینگونه بنظر می رسد که درک چگونگی رفتار چندلایه‎های NCF تحت ضربه بالستیک مطالعه ای دقیق و عمیق‎تر را می‎طلبد بطوریکه بعنوان مثال، ثابت های الاستیک جسم هدف را نه بصورت صرفا تحلیلی و بدون در نظر گرفتن ماهیت غیرهمگن و غیرایزوتروپیک آنها و نه بصورت دوبعدی که ناشی از نادیده گرفتن اثر الیاف عمودی و انحراف الیاف درون صفحه‎ای از موقعیت قرارگیری اولیه خود و بوجود آمدن نواحی پر از رزین می‏باشد، بلکه با لحاظ کردن همه این موارد انجام و محاسبه شده باشد.
۱-۳- اهداف پایا­ن نامه
در سالهای اخیر، دسته‎ای از کامپوزیت‎های ۳-D که به اختصار Stitched NCF یا کامپوزیت‎های پیشرفته چند راستا نامیده می‎شوند بخاطر دارا بودن الیاف نگهدارنده در جهت سوم یعنی جهت عمود بر بافت الیاف درون صفحه‎ای پارچه و محسنات مکانیکی ناشی از آن مورد توجه ویژه قرار گرفته اند.
محاسبه ثابت های الاستیک کامپوزیت‎های مذکور از چند جهت با کامپوزیت‎های تک‎جهته متفاوت است. اولاً ساختار داخلی کامپوزیت‎های پیشرفته چند راستا، سه بعدی می‎باشد و تخمین ثابت های الاستیک آنها با تئوری های متداول میکرومکانیک مانند آنچه در لایه های تک جهته مشاهده می شود امکان پذیر نیست. ثانیاً ساختار داخلی کامپوزیت‎های پیشرفته چند‎راستا ناهمگن می‎باشد. عبور الیاف عمودی در راستای ضخامت از میان لایه‎ها باعث انحراف فایبرها از جهت گیری اولیه‎شان می‎گردد. این پدیده با تشکیل حفره‎های لوزی شکل حول الیاف عمودی پدیدار می‎گردد. بنابراین در محاسبه ثابت های الاستیک معادل، این حفره‎ها نیز مدنظر قرار گرفته‎است.
مساله دیگر، ماهیت و کیفیت رفتار این کامپوزیت‎ها تحت بار ضربه‎ای با سرعت بالا است که در این پایان‌نامه در راستای بررسی‎های پیشین جهت رفتارشناسی گونه‎های مختلف کامپوزیت‎ها، به مطالعه عددی زوال یک قطعه کامپوزیتی پیشرفته چندراستا تحت بارگذاری ضربه‎ای عمودی پرداخته و از نرم‎افزارهای تجاری در مدلسازی این پدیده و آسیب و زوال ناشی از آن استفاده شده‎است.
۱-۴- ساختار پایان نامه
در این پایان نامه، در فصل دوم شرح عمومی و مختصری از انواع کامپوزیت‎ها و معایب و محاسن آنها ارائه شده و بطور خاص، کامپوزیت‎های سه بعدی و چندلایه های دوخته شده مورد بررسی قرار گرفته‎اند. در فصل سوم به فرایند محاسبه مولفه‎های ماتریس سختی کامپوزیت‎های دوخته شده مبتنی بر رهیافت سلول واحد پرداخته و نتایج حاصل از مدلسازی نرم‎افزار برای زوایای ۰، ۹۰، ۴۵ و ۴۵- ارائه شده‎است. در فصل چهارم برخی از مهمترین تئوری‎های شکست مرتبط با کامپوزیت‎ها مورد بررسی قرار گرفته‎است. در فصل پنجم مفاهیم مقدماتی مکانیک آسیب به اختصار مورد اشاره قرار گرفته و سپس به بیان تئوری‎های آسیب مورد استفاده در مدلسازی کامپوزیتی برخی نرم‎افزارهای مرسوم پرداخته می‎شود. در فصل ششم بعد از تقسیم بندی انواع ضربه، تاثیر سرعت ضربه و نرخ کرنش در بارگذاری کامپوزیتها مورد بررسی قرار می‎گیرد. و نهایتا در فصل هفتم مدلسازی پدیده ضربه بالستیک بر کامپوزیت سه‎بعدیِ دوخته شده و نتایج حاصل از آن ارائه شده است.
فصل دوم
مروری بر کامپوزیت‎ها
۲-۱- مقدمه‎
کامپوزیت در حالت عام به کلیه‎ی موادی اطلاق می‎شود که در ایجاد آنها، دو یا تعداد بیشتری ماده در مقیاسی میکروسکوپیک دخیل بوده و با هم ترکیب شده‎اند. مواد کامپوزیتی درصورتیکه خوب طراحی و ساخته شوند خصوصیات اجزای اولیه تشکیل دهنده شان را در بالاترین کیفیت و کمیت حفظ خواهند کرد و حتی ممکن است حائز خصوصیات جدیدی شوند که مولفه‎های تشکیل دهنده اولیه نیز فاقد آن بوده‎اند. هدف از ساخت مواد کامپوزیتی ممکن است بهبود و ارتقاء ویژگی‎هایی نظیر استحکام، سختی، مقاومت در مقابل خوردگی و رطوبت، جلا و جذابیت ظاهری، وزن، عمر خستگی، تابعیت دمایی، هدایت گرمایی و عایق حرارتی و صوتی باشد. البته بدیهی است که منطقا نمی‎توان افزایش همزمان تمام این موارد را انتظار داشت، چرا که برخی از این خصوصیات در تضاد با هم قرار دارند.
تاریخچه استفاده از مواد کامپوزیتی بسیار طولانی است. از زمان اولین استفاده آن اطلاعات دقیقی در دسترس نیست مثلا اسرائیلیان برای افزایش استحکام آجر گلی از کاه استفاده می‎کردند]۸[؛ سربازان سامورایی ژاپنی بخاطر استفاده از فلزات چندلایه در ساخت شمشیرهایشان مشهور بودند]۱۱[؛ یا اینکه مصریان برای تقویت استحکام چوب و مقاومت آن در برابر پیچش از تخته‎های چندلا بهره می‎بردند. در سالهای اخیر نیز استفاده از میلگرد در بتن‎های تقویت‎شده نمونه‎ای از کامپوزیت‎های جدید هستند. همچنین از جنگ جهانی دوم به این سو، کامپوزیت‎های ماتریس پایه که با فایبر تقویت شده‎اند و دارای نسبت استحکام به وزن و سختی به وزن بالایی هستند در کاربردهایی مثل سازه‎های هوافضایی که وزن پایین جزو پارامترهای مهم طراحی است، بشدت مورد توجه و استفاده قرار گرفته‎اند]۸[.
علاوه بر اینها که کامپوزیت‎های دست‎ساز بشر هستند، موارد متعددی از نمونه‎ های طبیعی آن نیز وجود دارد که از آن میان می‎توان به چوب اشاره کرد که کامپوزیتی است از فایبرهای سلولزی در ماتریسی از چسب‎های طبیعی پلیمری که لیگنین نامیده می‎شوند]۱۸[. یا بعنوان مثالی دیگر بافت ماهیچه‎های بدن انسان است که به مثابه یک کامپوزیت چندلایه‎ی چندجهته‎ی چندمنظوره‎ی تطبیق پذیر رفتار می‎کند و رشته‎های ماهیچه‎ای نقش فایبرهای تقویت کننده را بر عهده دارند]۱۶[.
شکل ۲-۱- بافت کامپوزیتی ماهیچه‎های بدن انسان ]۱۶[
هر ماده کامپوزیتی شامل یک فاز گسسته و یک فاز پیوسته است که دو جزء عمده آن را تشکیل می‎دهند و فاز گسسته‎ای که حکم تقویت کننده^[۳۰] دارد و معمولا دارای خصوصیات مکانیکی بهتری است در فاز پیوسته‎ای که ماتریس^[۳۱] نامیده می‎شود قرار می‎گیرد.
دو گونه کلی مواد کامپوزیتی که براساس نوع فاز تقویت‎کننده دسته‎بندی می‎شوند عبارتند از: کامپوزیت‎های فایبری^[۳۲] که شامل یک فاز گسسته فایبری و یک فاز پیوسته ماتریسی اند وکامپوزیت‎های دارای ذره‎های ریز^[۳۳] که شامل ذراتی گسسته در فاز پیوسته ماتریس اند]۱۷[. برخی منابع از گونه سومی کامپوزیت‎ها نیز نام برده‎اند که بصورت چندلایه‎ای می‎باشند و مثل دو گونه اول دارای فازهای مجزای پیوسته و گسسته نیستند]۸[.
۲-۱-۱- کامپوزیت‎های فایبری
فاز گسسته این کامپوزیت‎ها فایبرها هستند. فایبرها معمولا دارای قطری بین  اند اگرچه ممکن است در برخی گونه‎های خاص مثل برن به  هم برسند]۲۷[. فایبرهای طویل- از هر جنسی که باشند- ذاتا از شکل حجیم^[۳۴] همان مواد، سخت‎تر و مقاوم‎تر هستند. بعنوان مثال یک ورق شیشه‎ای در تنش حدودا  دچار شکست می‎شود، در حالیکه فایبرهای شیشه‎ای در کاربردهای تجاری تنش  تا  و در کاربردهای آزمایشگاهی تا تنش  را نیز می‎توانند تحمل کنند. این تفاوت در میزان استحکام شکل فایبری و حجیم مواد از آنجا ناشی می‎شود که کریستالها در فایبر در جهت محور فایبر هم‎راستا می‎شوند و همچنین نقص‎ها و نابجایی‎های فایبر در مقایسه با شکل حجیم کمتر است]۸[. معمولا مدول فایبرها در محدوده  و استحکام آنها بین  است. کرنش شکست‎شان نیز در حدود  می‎باشد]۲۷[.
جدول ۲-۱- مقایسه خصوصیات فیزیکی و مکانیکی گونه‎های فلزی، فایبری و ماتریسی برخی مواد ]۱۶[
فایبرها در چهار دسته آلی^[۳۵]، فلزی^[۳۶]، مصنوعی^[۳۷] و معدنی^[۳۸] وجود دارند]۱۱[. گلاس، کربن، آرامید و برن از پرکاربردترین آنها محسوب می‎شوند. ضمنا یکی دیگر از پارامترهای دسته‎بندی فایبرها خصوصیات هندسی‎شان می‎باشد. فایبرها در سطح مقطع‎های مختلفی همچون دایره‎ای، مثلثی، چهارضلعی، شش ضلعی و حتی حلقوی وجود دارند. از سویی دیگر همانگونه که در جدول زیر نشان داده شده است اگر نسبت طول به قطر فایبرها از حدی کمتر شود آنها را Whisker می‎نامند که بصورت بریده بریده در ماتریس پخش می‎شوند.
اما فایبرها به تنهایی نمی‎توانند کاربردی صنعتی داشته‎باشند مگر اینکه به طریقی کنار هم نگهداشته‎شوند و ساختاری ایجاد کنند که بتواند بار وارده را تحمل کند. این مواد نگهدارنده و چسپابننده ماتریس نامیده می‎شوند. ماتریس‎ها که بطور کلی دارای چگالی، سختی و استحکام کمتری نسبت به فایبرها هستند، کارکردهای مختلفی از جمله: نگهداشتن فایبرها در کنار هم، حفاظت از فایبرها و انتقال نیرو در زمان شکست فایبرها دارند]۸[. ماده ماتریس‎ها می‎تواند بصورت ترد یا نرم، الاستیک یا پلاستیک و حتی دارای رفتاری خطی یا غیرخطی باشد. این ماده می‎تواند از جنس فلز، سرامیک، کربن و یا پلیمر باشد. ماتریس‎های سرامیکی، کربنی و ماتریس‎های فلزی همچون نیکل، تنگستن، تیتانیوم و آلومینیوم برای استفاده در شرایط دمایی بالا مناسب‎اند]۱۷[. پلیمرها حداقل در سه فرم مختلف وجود دارند: خطی^[۳۹]، شاخه‎ای^[۴۰] و شبکه‎ای^[۴۱]. در این بین و ناشی از ساختار داخلی‎شان، پلیمرهای خطی دارای کمترین و پلیمرهای شبکه‎ای دارای بیشترین استحکام و سختی هستند. کائوچو نمونه‎ای از پلیمر شبکه‎ای، ترموپلاستیک‎هایی همچون نایلون و پلی اتیلن مثالهایی از پلیمر شاخه‎ای می‎باشند. ترموست‎ها نیز پلیمرهایی شبکه‎ای اند که مولکولهای آن بصورت بازگشت‎ناپذیری در واکنشی شیمیایی حین پخت شرکت می‎کنند و ساختاری سه‎بعدی و شبکه‎ای را بوجود می‎آورند. اپوکسی، پلی استر، وینیل استر و فنولیک نمونه‎هایی از ترموست‎ها هستند]۸[.
شکل ۲-۲- سه گونه ماتریس پلیمری ]۸[
پاسخ ماتریس‎های پلیمری معمولا بصورت ویسکوالاستیک و یا ویسکوپلاستیک است؛ لذا این ماتریس‎ها تابعیت دمایی، زمانی و رطوبتی دارند]۱۱[. این ماتریس‎ها، فارغ از ترموست یا ترموپلاستیک بودنشان، دارای مدول و استحکام بین  و  و کرنش شکست تا  می‎باشند. در جداول زیر خصوصیات چند ماتریس پلیمری ترموست و ترموپلاستیک نشان داده شده است.
جدول ۲-۳- خصوصیات مکانیکی چند ماتریس پلیمری ترموست ]۱۸[