Jag accepterar att kakor lagras på min dator

Läs mer

Buckling-induced delamination analysis of composite laminates with soft-inclusion.

Buckling-induced delamination analysis of composite laminates with soft-inclusion. Beställ tryckt exemplar Lägg i kundvagnen Ladda ned som PDF
Författare: Zeng Lingfu, Olsson Robin
Ort: Stockholm
Sidor: 34
Utgivningsår: 2002
Publiceringsdatum: 2002-01-01
Rapportnummer: (FOI-R--0412--SE)
Nyckelord Kompositlaminat, materiell skada, buckling, delamineringstillväxt, finit element, skal, mjuk inneslutning, composite laminate, material damage, buckling, delamination growth, finite element, shell, soft-inclusion
Sammanfattning I denna rapport används en finit elementmetod för att studera effekten av skador i materialet på bucklingsdriven delamineringstillväxt i tryckbelastade kompositlaminat. Den initiella skadan i materialet, t ex fiberbrott och matrixsprickor pga slag, modelleras med en så kallad mjuk inneslutning, där en area med reducerad styvhet är införd vid analys av bucklingsdriven delamineringstillväxt med ett ADINA-baserat finit elementprogram. Parameterstudier utförs genom numeriska experiment med inneslutningar av olika storlek och styvhet, och en jämförelse med experimentella resultat är genomförd. Det visas att för enkeldelamineringar av måttlig storlek har även kraftiga styvhetssänkningar i halva delamineringsdiametern en relativt liten effekt på initieringen av delamineringstillväxt. Vidare observeras att de lokala bucklingslaster och utböjningar under delamineringstillväxt som uppmätts experimentellt är lägre än de som predikterats av den finita elementmodellen med en kraftigt reducerad styvhet. Det konstateras att en sådan modell med mjuk inneslutning icke är tillräckligt noggrann för att modellera skador i materialet, och mera matematiskt genomtänkta modeller, som är kapabla att hantera materialdegradering, multipeldelamineringar, sprickslutning m.m., måste utvecklas.
Abstract In this paper, the effect of material impact damage on buckling-driven delamination growth in composite laminates under compression is studied using a finite element method. The initial material damage, e.g. fibre fracture and matrix cracking due to impact, is modeled through a so-called soft-inclusion, in which an area with reduced stiffness is introduced in the analysis of buckling-induced delamaination growth with an ADINA-based finite element program. Parametric studies are carried out through numerical tests with different inclusion sizes and stiffness reductions, and a comparison with experiments is made. It is found that for single delaminations of moderate size, even significant stiffness reductions in one haft of the delamination diameter have a fairly small influence on the initiation of delamination growth. Moreover, the experimentally measured local buckling load and deflection responses during delamination growth are lower than those predicted by the finite element model with severe stiffness reduction. It is concluded that such a soft-inclusion model is not sufficiently accurate to model the material damage, and more mathematically elaborated models which are capable to cope with material degradation, multiple delamination, crack closure and so on, should be developed.

Kundvagn

Inga rapporter i kundvagnen

FOI, Totalförsvarets forskningsinstitut

FOI
Totalförsvarets forskningsinstitut
164 90 Stockholm

Tel: 08-555 030 00
Fax: 08-555 031 00

Orgnr: 202100-5182