Published May 25, 2021
| Version v1
Publication
Open
A Plane-Stress Damage Model for Vectran Laminated Composite
- 1. Imperial College London
- 2. University of Technology Malaysia
Description
Abstract The aim of this paper is to present a plane-stress damage model based on the Classical Lamination Theory (CLT), developed for polymer fibre-based composite. The proposed numerical model utilises a damage mechanics methodology coupled with fracture mechanics to predict composite failure, particularly under quasi-static and dynamic loadings. In addition, the proposed constitutive equations consider a single secant modulus to describe its tensile and compressive modulus, as opposed to the physically-proposed tier models for polymer fibres which possesses a 'skin–core' structure. The result of single element and coupon-level modelling showed excellent correlation with the experimental results. It is expected that the proposed numerical model will be able to predict, up to a considerable accuracy, the response of the composite under low and high velocity impact loadings.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الهدف من هذه الورقة هو تقديم نموذج لتلف الإجهاد المستوي بناءً على نظرية التصفيح الكلاسيكية (CLT)، التي تم تطويرها للمركب القائم على ألياف البوليمر. يستخدم النموذج العددي المقترح منهجية ميكانيكا التلف إلى جانب ميكانيكا الكسر للتنبؤ بالفشل المركب، لا سيما في ظل الأحمال شبه الساكنة والديناميكية. بالإضافة إلى ذلك، تأخذ المعادلات التأسيسية المقترحة في الاعتبار معامل قاطع واحد لوصف معامل الشد والضغط، على عكس نماذج الطبقة المقترحة فعليًا لألياف البوليمر التي تمتلك بنية "أساسية للجلد". أظهرت نتيجة نمذجة عنصر واحد ومستوى القسيمة ارتباطًا ممتازًا بالنتائج التجريبية. من المتوقع أن يكون النموذج العددي المقترح قادرًا على التنبؤ، حتى دقة كبيرة، باستجابة المركب تحت أحمال التصادم منخفضة وعالية السرعة.Translated Description (French)
Résumé L'objectif de cet article est de présenter un modèle d'endommagement par contrainte plane basé sur la théorie classique de la stratification (CLT), développée pour les composites à base de fibres polymères. Le modèle numérique proposé utilise une méthodologie de mécanique des dommages couplée à la mécanique des fractures pour prédire les défaillances composites, en particulier sous des charges quasi-statiques et dynamiques. En outre, les équations constitutives proposées considèrent un module sécant unique pour décrire son module de traction et de compression, par opposition aux modèles de niveaux physiquement proposés pour les fibres polymères qui possèdent une structure « peau-noyau ». Le résultat de la modélisation au niveau de l'élément unique et du coupon a montré une excellente corrélation avec les résultats expérimentaux. On s'attend à ce que le modèle numérique proposé soit capable de prédire, jusqu'à une précision considérable, la réponse du composite sous des charges d'impact à basse et haute vitesse.Translated Description (Spanish)
Resumen El objetivo de este trabajo es presentar un modelo de daño plano-esfuerzo basado en la Teoría Clásica de Laminación (CLT), desarrollada para composite a base de fibra polimérica. El modelo numérico propuesto utiliza una metodología de mecánica de daños junto con la mecánica de fracturas para predecir la falla del compuesto, particularmente bajo cargas cuasi estáticas y dinámicas. Además, las ecuaciones constitutivas propuestas consideran un solo módulo secante para describir su módulo de tracción y compresión, a diferencia de los modelos de nivel físicamente propuestos para fibras poliméricas que poseen una estructura de "núcleo de piel". El resultado del modelado de un solo elemento y a nivel de cupón mostró una excelente correlación con los resultados experimentales. Se espera que el modelo numérico propuesto sea capaz de predecir, con una precisión considerable, la respuesta del compuesto bajo cargas de impacto de baja y alta velocidad.Files
s10443-021-09888-w.pdf.pdf
Files
(2.5 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:7207d2a74464f87dffe2407945a89efc
|
2.5 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- نموذج لتلف إجهاد الطائرة للمركب الرقائقي الفيكتراني
- Translated title (French)
- Un modèle de dommages plan-stress pour le composite stratifié Vectran
- Translated title (Spanish)
- Un modelo de daños por tensión en el plano para material compuesto laminado Vectran
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3165603081
- DOI
- 10.1007/s10443-021-09888-w
References
- https://openalex.org/W1002720396
- https://openalex.org/W1021423731
- https://openalex.org/W1964197135
- https://openalex.org/W1977608468
- https://openalex.org/W1977820604
- https://openalex.org/W1980560924
- https://openalex.org/W1986653392
- https://openalex.org/W2015284373
- https://openalex.org/W2023328004
- https://openalex.org/W2024378302
- https://openalex.org/W2025105631
- https://openalex.org/W2034632758
- https://openalex.org/W2044207320
- https://openalex.org/W2051246948
- https://openalex.org/W2058863742
- https://openalex.org/W2068057449
- https://openalex.org/W2069403024
- https://openalex.org/W2075739118
- https://openalex.org/W2079339225
- https://openalex.org/W2088891959
- https://openalex.org/W2091962298
- https://openalex.org/W2099079993
- https://openalex.org/W2117796067
- https://openalex.org/W2124240740
- https://openalex.org/W2133511390
- https://openalex.org/W2142674395
- https://openalex.org/W2147787818
- https://openalex.org/W2148105523
- https://openalex.org/W2312240514
- https://openalex.org/W245461877
- https://openalex.org/W2460451890
- https://openalex.org/W2499557277
- https://openalex.org/W2543307836
- https://openalex.org/W264454005
- https://openalex.org/W2794331786
- https://openalex.org/W3201737352