Failure analysis of pin-loaded aluminum-glass-epoxy sandwich composite plates

The aim of this study is to investigate failure load and failure mode in an aluminum-glass-epoxy sandwich composite plate, with a circular hole, which is subjected to a traction force by a pin. To evaluate the effects of joint geometry and fiber orientation on the failure strength and failure mode, parametric studies were performed experimentally. The end distance to diameter (E/D), and width to diameter (W/D) ratios in the plate were changed from 1 to 5 and 2 to 5, respectively. Experimental results show that the first failure load and ultimate failure load increase by increasing E/D and W/D ratios, and when these ratios are equal or greater than 4, full bearing strength occurs. (C) 2002 Elsevier Science Ltd. All rights reserved

Progressive failure analysis of pin-loaded carbon-epoxy woven composite plates

The present investigation deals with the failure strength and failure mode of a pinned-joint carbon-epoxy composite plate of arbitrary orientations. The main objective is to investigate the possibility of predicting the properties of the joint from the properties of the material measured with standard tests. The failure load and the failure mode are analysed numerically and experimentally. A computer program developed for such an analysis is used to calculate the failure load, the failure mode, and the propagation of failure of plate with different fiber orientation, different material properties and different geometries. Hoffman and Hashin failure criteria are used in failure analysis. Experimental results concerning damage progression and ultimate strength of the joint are obtained and compared with predictions. A good agreement between experimental results and numerical predictions is obtained. (C) 2002 Elsevier Science Ltd. All rights reserved

Failure strength of woven glass fiber-epoxy composites pinned joints

In this paper, mechanical behavior and damage development of pin-loaded woven glass fiber-epoxy composites have been observed numerically and experimentally. Parametric studies have been performed to evaluate the effects of joint geometry and ply orientation on the failure strength and failure mode of composite laminates with a pin-loaded hole. For this purpose, a finite element program has been developed. The failure analysis was based on Hashin and Hoffman criteria that were applied at the ply level. The results (with Hashin and Hoffman criteria) were compared to each other. To verify to the numerical predictions of mechanical behavior, a series of experiments was performed with two different material configurations ([(0/90)(3)](S) - [(+/-45)(3)](S)) and twenty different geometries. The numerical and experimental results were compared and discussed. A good agreement between experimental results and numerical predictions was obtained

Failure analysis of woven laminated glass-vinylester composites with pin-loaded hole

This study deals with the bearing strength, failure mode and failure load in a woven laminated glass-vinylester composite plate with circular hole subjected to a traction force by a rigid pin. These are investigated for two variables; the distance from the free edge of the plate-to-the diameter of the hole (E/D) ratio (1, 2, 3, 4, 5), and the width of rectangular plate-to-the diameter of the hole (W/ D) ratio (2, 3, 4, 5), numerically and experimentally. The numerical study is performed by using 3D FEM with assistance of LUSAS 13.4 finite element analysis program. Hashin failure criteria is used in the failure analysis. The woven glass-vinylester composite material is produced and the mechanical properties of the composite material are obtained from standard tests. Experimental results concerning damage progression and ultimate strength of the joint are obtained and compared with predictions. A good agreement is obtained between experimental results and numerical predictions. (C) 2004 Elsevier Ltd. All rights reserved

Failure analysis of woven kevlar fiber reinforced epoxy composites pinned joints

An investigation was performed to determine the failure mode and the failure load of mechanically fastened joints ill woven kevlar epoxy composite plates. Two-dimensional finite element code is developed to predict damage initiation, progression and strength of joints. Hashin, Hoffman and Maximum Stress criteria were used in this failure analysis. Experiments were performed to find the failure load and to predict the failure mode. Parametric studies were also carried out to evaluate the effect of joint geometry on this analysis. The obtained results were compared each other and comparison showed good agreement between numerical and experimental methods. (C)) 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved

Progressive failure analysis of glass/epoxy composites at low temperatures

Применение композитов в космической и криогенной технике обусловливает необходимость определения механических характеристик армированных волокнами стеклоэпоксидных композитов. Однако в настоящее время отсутствуют результаты экспериментальных и расчетных исследований процесса разрушения стеклоэпоксидного ламината (с концентратором напряжений или без такового) в условияхтермомеханического статического нагружения при низких температурах. Предложена модель, позволяющая рассчитать процесс разрушения в квазиизотропных пластинах композита при низких температурах. Исходное значение предельной нагрузки определяется в упругой постановке. Нагрузка повышается пошагово, для каждого уровня рассчитываются напряжения и оценивается возможное разрушение с помощью соответствующего критеря прочности. Свойства материала в разрушенной части ламината варьируют согласно типу разрушения с использованием ненулевого коэффициента деградациижесткости. Далее выполняется модифицированная итерация Ньютона–Рафсона до момента сходимости. Расчет повторяется для каждого прироста нагрузки вплоть до полного разрушения с оценкой предела прочности. Предложенный метод обеспечивает хорошее согласование между расчетными и экпериментальными результатами при комнатной температуре и -60°С. Оценивается влияние низкой температуры на механизм разрушения пластин из композита.Використання композитів у космічній і криогенній техніці зумовлює необхідність визначення механічних характеристик армованих волокнами склоепоксидних композитів. Однак до сьогодні відсутні дані експериментальних і розрахункових досліджень процесу руйнування склоепоксидного ломіната (із концентратором напружень або без) в умовах статичного навантаження за низьких температур. Запропоновано модель, що дозволяє розрахувати процес руйнування в квазіізотропних пластинах за низьких температур. Початкова величина граничного навантаження визначається у пружній постановці. Навантаження збільшується ступенево, для кожного рівня розраховуються напруження й оцінюється можливе руйнування за допомогою критерію міцності. Властивості матеріалу в частині ламіната, де мало місце руйнування, варіюють згідно з типом руйнування з використанням ненульового коєфіцієнта деградації жорсткості. Далі виконується модифікована ітерація Ньютона–Рафсона до моменту збіжності. Розрахунок повторюється для кожного приросту навантаження аж до повного руйнування з оцінкою границі міцності. Запропонований метод забезпечує хорошу відповідність між розрахунковими й експериментальними результатами за температури -60°С та кімнатної. Оцінюється вплив низької температури на механізм руйнування пластин із композита