پیش‌بینی استحکام نمونه‌های حلقوی کامپوزیتی با روش آسیب پیش‌رونده

در مقاله حاضر با استفاده از روش های چندمقیاسی، معیاری برای پیش بینی شروع و رشد آسیب در کامپوزیت های لایه ای بافته شده صفحه ای جهت پیش بینی استحکام آنها ارائه شده است. بدین منظور با مدل سازی حجمک نماینده و با محاسبه تنش های میکروسکوپیک، آسیب در یارن ها و رزین مورد بررسی قرار گرفته است. سپس با بهره گیری از شرایط مرزی مناسب، تنش ها و کرنش های ماکروسکوپی حجمک نماینده برای به دست آوردن مولفه های ماتریس سفتی معادل محاسبه شده اند. با توسعه زیرروال های umat و usdfld در نرم افزار آباکوس، حلقه های کامپوزیتی بافته شده شبیه سازی و به صورت پیش رونده استحکام نهایی آنها پیش بینی شده است. به منظور اعتبار سنجی نتایج عددی، نمونه های حلقوی با استفاده از پارچه بافته شده شیشه به عرض پنج سانتی متر و رزین اپوکسی متناسب با ابعاد استاندارد astmd2290 ساخته شده و تحت آزمون کشش قرار گرفته اند. نتایج عددی و تجربی همخوانی خوب بین نتایج عددی و آزمایشگاهی صحت مدل های عددی توسعه داده شده در این پژوهش را نشان می دهد.

Strength Prediction of Woven Composite Rings using Progressive Damage Analysis

In this paper A progressive damage model based on multiscale modeling has been developed to predict the initiation and propagation of damage in plain weave fabrics. For this purpose, microscopic damage in yarns and resin is calculated by an RVE (Representative Volume Element) FE simulation. By applying suitable boundary conditions of RVE, macroscale average stresses were derived to extract the components of the equivalent stiffness matrix. Finally, by developing UMAT and USDFLD subroutines in the ABAQUS commercial software, the strength of the woven composite rings is predicted numerically. In order to confirm the numerical predictions, composite rings using the woven glass tapes of 5 cm width and epoxy resin are fabricated according to ASTM D2290 and tested. A good correlation between experimental and numerical results could confirm the accuracy of the finite element simulation.