توضیحات
عنوان انگلیسی:A strain-rate dependent micro-mechanical model with progressive post-failure behavior for predicting impact response of unidirectional composite laminates
تعداد صفحات مقاله انگلیسی :18
سال انتشار :2009
کد مقاله:6
نشریه :الزویر
مجله:Composite Structures
برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی اینجا کلیک کنید
چکیده
Abstract A new micro-mechanical model is developed to predict the behavior of unidirectional polymer matrix composite laminates under impact loading conditions and implemented in the non-linear finite element software LS-DYNA. This model accounts for the progressive post-failure behavior and strain-rate dependency of polymer matrix composites making it suitable for impact simulations. A continuum damage mechanics (CDM) based failure model is used to incorporate the progressive post-failure behavior. A set of Weibull distribution functions are used to quantify damage evolution and corresponding reduction in stiffness in different modes in the fibers. Similar functions based on strains are used for the resin. Fiber breakage is assumed as the only ultimate failure mode. In addition to these microfailure modes, delamination, which is a macro-level failure, is also incorporated using an approach developed earlier for a ply-level progressive failure model. Strain-rate dependent behavior is incorporated by assuming viscoplastic constitutive relations for the resin. Additionally, the in-plane shear modulus of the fiber is also assumed to be rate dependent. Experimental results available in the literature are used to validate the model’s predictions
خلاصه یک مدل جدید میکرو مکانیکی برای پیش بینی رفتار ورقهای کامپوزیتی ماتریس یکپارچه در شرایط بارگذاری ضربه و در الگوریتم نهایی خطی محدود LS-DYNA اجرا شده است. این مدل برای رفتارهای پیشرونده پس از شکست و وابستگی سرعت انحراف از کامپوزیت های ماتریس پلیمری که آن را برای شبیه سازی ضربه مناسب می کند، حساب می شود. مدل مداخله مبتنی بر مکانیک خلع مداوم (CDM) برای پیاده سازی رفتار پیشرونده پس از شکست استفاده می شود. مجموعه ای از توابع توزیع Weibull برای اندازه گیری تکاملی خسارت و کاهش سفتی در حالت های مختلف در الیاف استفاده می شود. توابع مشابه بر اساس سویه ها برای رزین استفاده می شود. شکست فیبر تنها حالت شکست نهایی است. علاوه بر این حالت های microfailure، خوابیده شدن، که یک شکست بزرگ در سطح است، نیز با استفاده از رویکردی که قبلا برای مدل شکست شکست پیشرونده طراحی شده است، گنجانیده شده است. رفتار وابسته به نرخ تنش به وسیله فرض کردن روابط پایه ویزوپلاستی برای رزین بوجود می آید. علاوه بر این، مدول برشی در فضای فیبر همچنین فرض می شود که وابسته به سرعت است. نتایج تجربی موجود در ادبیات برای اعتبار پیش بینی های مدل استفاده می شود
