Finite Element Modeling of Composite Materials using Kinematic Constraints

El propósito de este artículo es presentar simulaciones del comportamiento de materiales compuestos basado en restricciones cinemáticas entre las mismas fibras y entre las fibras y la resina circundante -- En la revisión de literatura, los autores han encontrado que las restricciones cinemáticas no han sido plenamente explotadas para modelar materiales compuestos, probablemente debido a su alto costo computacional -- El propósito de este artículo es exponer la implementación y resultados de tal modelo, usando Análisis por Elementos Finitos de restricciones geométricas prescritas a los nodos de la resina y las fibras -- Las descripciones analíticas del comportamiento de materiales compuestos raramente aparecen -- Muchas aproximaciones para describir materiales compuestos en capas son basadas en la teoría de funciones C1 Z y C0Z, tal como la Teoría Clásica de Capas (CLT) -- Estas teorías de funciones contienen significativas simplificaciones del material, especialmente para compuestos tejidos -- Una aproximación hibrida para modelar materiales compuestos con Elementos Finitos (FEA) fue desarrollada por Sidhu y Averill [1] y adaptada por Li y Sherwood [2] para materiales compuestos tejidos con polipropileno de vidrio -- Este artículo presenta un método para obtener valores para las propiedades de los materiales compuestos -- Tales valores son usados para simular las fibras reforzadas tejidas aplicando elementos de capas en el software ANSYS -- El presente modelo requiere menos simplificaciones que las teorías C1Z y C0Z -- En el artículo presente, a diferencia del modelo Li–Sherwood, el tejido es modelado geométricamente -- Una Representación por la Frontera (B-Rep del modelo “Hand”) con genus 1 (con geometría compleja) fue usada para aplicar restricciones geométricas a las capas de resina, fibra, etcétera, mostrando que es apropiada para simular estructuras complejas -- En el futuro, las propiedades no–lineales de los materiales deben ser consideradas, y el trabajo experimental requerido debe ser realizad

Modelado de Materiales Compuestos por Elementos Finitos usando Restricciones Cinemáticas

The purpose of this article is to present simulations of the behavior of composite materials based on kinematic restrictions between the same fibers and between the fibers and the surrounding resin. In the literature review, the authors have found that kinematic restrictions have not been fully exploited to model composite materials, probably due to their high computational cost. The purpose of this article is to expose the implementation and results of such a model, using Finite Element Analysis of prescribed geometric constraints to the resin and fiber nodes. Analytical descriptions of the behavior of composite materials rarely appear. Many approaches to describe composite materials in layers are based on the theory of functions C1Z and C0 Z, such as the Classical Layer Theory (CLT). These theories of functions contain significant simplifications of the material, especially for woven compounds. A hybrid approach to modeling composite materials with Finite Elements (FEA) was developed by Sidhu and Averill and adapted by Li and Sherwood for composite materials woven with glass polypropylene.El propósito de este artículo es presentar simulaciones del comportamiento de materiales compuestos basado en restricciones cinemáticas entre las mismas fibras y entre las fibras y la resina circundante. En la revisión de literatura, los autores han encontrado que las restricciones cinemáticas no han sido plenamente explotadas para modelar materiales compuestos, probablemente debido a su alto costo computacional. El propósito de este articulo es exponer la implementación y resultados de tal modelo, usando Análisis por Elementos Finitos de restricciones geométricas prescritas a los nodos de la resina y las fibras. Las descripciones analíticas del comportamiento de materiales compuestos raramente aparecen. Muchas aproximaciones para describir materiales compuestos en capas son basadas en la teoría de funciones C1Z y C0 Z, tal como la Teoría Clásica de Capas (CLT). Estas teorías de funciones contienen significativas simplificaciones del material, especialmente para compuestos tejidos. Una aproximación hibrida para modelar materiales compuestos con Elementos Finitos (FEA) fue desarrollada por Sidhu y Averill y adaptada por Li y Sherwood para materiales compuestos tejidos con polipropileno de vidrio

Geometry-Consistent Neural Shape Representation with Implicit Displacement Fields

We present implicit displacement fields, a novel representation for detailed 3D geometry. Inspired by a classic surface deformation technique, displacement mapping, our method represents a complex surface as a smooth base surface plus a displacement along the base's normal directions, resulting in a frequency-based shape decomposition, where the high frequency signal is constrained geometrically by the low frequency signal. Importantly, this disentanglement is unsupervised thanks to a tailored architectural design that has an innate frequency hierarchy by construction. We explore implicit displacement field surface reconstruction and detail transfer and demonstrate superior representational power, training stability and generalizability.Comment: includes supplementary; ver2 corrected typos in eq(1

Low Distortion Shell Map Generation

A shell map (Porumbescu et al., 2005) is a bijective mapping between shell space (the space between a base surface and its offset) and texture space. It can be used to generate small-scale features on surfaces using a variety of modeling techniques. In this paper, we present an efficient algorithm, which reduces distortion by construction, for the offset surface generation of triangular meshes. The basic idea is to independently offset each triangle of the base mesh, and then stitch them up by solving a Poisson equation. We then introduce the details for computation of a stretch metric, which measures the distortion of shell maps. Our results show a substantial improvement compared to previous results