A Computational Strategy for the Localization and Fracture of Laminated Composites. Part 2. Life Prediction by Mesoscale Modeling for Composite Structures

Описанный в сообщении 1 одномерный подход развит на случай двухмерного ламинатного композита Т300/914, подвергнутого статическому двухосному растяжению и сдвигу. Решение данной задачи осуществляется с помощью эволюционных моделей с эффектом задержки повреждений при ограниченной скорости их накопления. Размер зоны локализации повреждения в плоскости слоев ламината зависит от временной характеристики модели, связанной с задержкой повреждения и скоростью нагружения. Показано, что совместное использование мезомодели и эволюционных моделей задержки повреждений позволяет оценить размер зоны локализации повреждения и точно оценить время разрушения.Описаний в повідомленні 1 одновимірний підхід розвинуто на випадок двовимірного ламінатного композита T300/914, що зазнає статичного двовісного розтягання і зсуву. Розв’язок даної задачі виконується за допомогою еволюційних моделей з ефектом затримки пошкоджень за обмеженої швидкості їх накопичення. Розмір зони локалізації пошкодження у площині шарів ламіната залежить від часової характеристики моделі, яка пов’язана із затримкою пошкодження і швидкістю навантаження. Показано, що спільне використання мезомоделі й еволюційних моделей затримки пошкоджень дозволяє оцінити розмір зони локалізації пошкоджень і точно оцінити час руйнування

A Computational Strategy for the Localization and Fracture of Laminated Composites. Part 1. Development of a Localization Criterion Adapted to Model Damage Evolution Time-Delay

Предложен критерий нестабильности и локализации повреждений в балке из однородного ламината T300/914 для моделирования развития повреждений с учетом эффекта задержки. Результаты, полученные для одномерного случая, свидетельствуют об одновременном появлении зоны разрушения по всей конструкции. Предложено решение, которое базируется на мезомоделировании композитов. Полученные с помощью предложенного подхода расчетные результаты позволяют выполнить точный прогноз потери устойчивости образца при ухудшении параметров его жесткости.Запропоновано критерій нестабільності і локалізації пошкоджень у балці з однорідного ламіната Т300/914 для моделювання розвитку пошкоджень з урахуванням ефекту затримки. Результати, що отримані для одновимірного випадку, свідчать про те, що зона руйнування по всій конструкції виникає одночасно. Запропоновано розв’язок, що базується на мезомоделюванні композитів. Отримані за допомогою запропонованого підходу розрахункові дані дозволяють виконати точний прогноз втрати стійкості зразка при погіршанні параметрів його жорсткості

Prediction by a Genetic Algorithm of the Fiber-Matrix Interface Damage for Composite Material. Part 2. Study of Shear Damage in Graphite/Epoxv Nanocomposites

The objective in this paper is to apply the same genetic model as applied in Part 1 to optimizing the shear damage to the fiber–matrix interface of nanocomposite material graphite epoxy. The results show good agreement between the numerical simulation and the actual behavior of the material chosen composite and nanocomposites, and these results are similar to results obtained by processing techniques expanded graphite reinforced polymer nanocomposites made by Asma Yasmine. These results were confirmed by calculating the rate of damage with a genetic simulation.Описанная в сообщении 1 генетическая модель используется для оптимизации повреждения в плоскости максимальных сдвиговых напряжений на стыке волокон и матрицы в нанокомпозитном графито-эпоксидном материале. Получена хорошая корреляция между численными расчетами и экспериментальными данными для композита и нанокомпозитов на основе графита, усиленного нанополимерами. Экспериментальные данные также хорошо согласуются с результатами, полученными на основании расчетной методики Ясмина. В дальнейших исследованиях планируется изучение влияния термических напряжений на подобную оптимизацию.Описана в повідомленні 1 генетична модель використовується для оптимізації пошкодження в площині максимальних зсувних напружень на стику волокон і матриці в нанокомпозитному графіто-епоксидному матеріалі. Отримано хорошу кореляцію між числовими розрахунками й експериментальними даними для композита та нанокомпозит ів на основі графіту, підсиленого нанополімерами. Експериментальні дані також добре узгоджуються з результатами, що отримані на основі розрахункової методики Ясміна. У подальших дослідженнях планується вивчення впливу термічних напружень на подібну оптимізацію

Study of the Effect of Water Intake by the Matrix on the Optimization of the Fiber Matrix Interface Damage for a Composite Material by Genetic Algorithms

The objective of this paper is study the influence of the matrix swelling due to water on the damage of the fiber matrix interface of a composite material. The results obtained by a genetic approach based on Weibull probabilistic model, show good agreement between the simulation and the actual behavior of the two materials T300/914 and PEEK/APC2. Also the absorption of water by the matrix increases significantly the interface damage.Исследовано влияние набухания смолы (матрицы) вследствие поглощения воды на повреждение поверхности раздела между волокном и матрицей в композитном материале. Результаты, полученные с помощью генетического алгоритма на основе вероятностной модели Вейбулла, показали хорошее соответствие между процессом моделирования и фактическим поведением двух материалов (T300/914 и PEEK/APC2). Более того, абсорбция воды смолой (матрицей) значительно увеличивает повреждение поверхности раздела.Досліджено вплив набухання смоли (матриці) внаслідок поглинання води на пошкодження поверхні поділу між волокном і матрицею в композитному матеріалі. Результати, що отримані за допомогою генетичного алгоритму на основі імовірнісної моделі Вейбулла, показали хорошу відповідність між процесом моделювання і фактичною поведінкою двох матеріалів (Т300/914 і PEEK/APC2). Більш того, абсорбція води смолою (матрицею) значно збільшує пошкодженість поверхні поділу

Wpływ stresu termicznego na uszkodzenie warstwy międzyfazowej kompozytu włóknistego z zastosowaniem algorytmu genetycznego

The aim of this paper is to develop an analytical model to evaluate the influence of thermal stress on damage to the fiber-matrix interface of a composite T300/914 from the properties of the fibre, as well as from the matrix and characteristics of the interfacial binding. The model developed by a genetic algorithm takes into account the temperature effects that result in the progressive degradation of the fibre-matrix. This work shows the influence of thermal stress beyond the critical threshold of damage to the interface, and that the matrix damage has an important influence on the damage to the interface compared to that of the fiber.Celem badań było opracowanie modelu analitycznego do oceny wpływu stresu termicznego na uszkodzenia warstwy międzyfazowej kompozytu T300/914 na podstawie właściwości włókien i matrycy oraz charakterystyki połączenia. Model opracowany przez algorytm genetyczny uwzględnia wpływ temperatury, który prowadzi do degradacji matrycy. Artykuł opisuje również wpływ stresu termicznego w warunkach krytycznych

Numerical simulation of polymers powder sintering using infrared heating

International audienc

Efekt naturalnych włókien Alfa na poprawę mechanicznych właściwości materiałów kompozytowych z matrycą epoksydową badany za pomocą algorytmu genetycznego

Natural fibres have a very important role in improving the mechanical properties of composite materials. Our objective in this study was to use alfa natural fibre in a composite material based essentially on epoxy matrix and calculate the interface fibre-matrix damage of carbon-epoxy, glass-epoxy and alfa-epoxy. Each sample was reinforced with the same volume fraction before being subjected to various mechanical tests. The results found by genetic simulation showed that the level of damage to the alfa-epoxy material was lower compared to other composite materials studied. We can say that alfa natural fibre has a high resistance to the mechanical stress applied; but the question remains whether the new material has the same resistance to thermal stress.Włókna naturalne spełniają bardzo ważną rolę przy polepszeniu właściwości mechanicznych materiałów kompozytowych. Celem badań w przedstawionej pracy było zastosowanie naturalnych włókien alfa dla wzmocnienia mechanicznych właściwości materiałów kompozytowych z matrycą epoksydową. Określano zniszczenie międzyfazowych układów włókna węglowe-epoksyd, włókna szklane-epoksyd i włókna alfa-epoksyd. Każda badana próbka była wzmacniana tym samym objętościowym udziałem poszczególnych rodzajów włókien. Wyniki badań określone przy stosowaniu symulacji genetycznej pokazały, że poziom zniszczenia układów fazowych alfa-matryca epoksydowa był niższy w porównaniu do innych badanych materiałów kompozytowych. Na podstawie przeprowadzonych badań można stwierdzić, że naturalne włókna alfa posiadają wysoką odporność na przyłożone naprężenia mechaniczne. Zagadnieniem nierozwiązanym pozostaje czy włókna naturalne alfa posiadają dobrą odporność na działanie temperatury

Numerical simulation of polymers powder sintering using infrared heating

International audienc