Estudio Numérico sobre el Rebote de la Indentación Inducida por Impacto de Baja Velocidad en Laminados Compuestos
Autores: Yousaf, Muhammad; Zhou, Chuwei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Estudio Numérico sobre el Rebote de la Indentación Inducida por Impacto de Baja Velocidad en Laminados Compuestos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Indentación
Evaluación de daños
Modelo viscoelástico
Modelo de interfaz cohesiva
Criterio de fallo
Comportamiento de rebote
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
La indentación es una indicación efectiva de daño por LVI en PMCs. Sin embargo, la indentación puede rebotar parcialmente con el tiempo. Por lo tanto, una buena comprensión del comportamiento de rebote del pozo impactado es útil en la evaluación de daños en compuestos. En este documento, se propone un modelo viscoelástico isotrópico transversal y un modelo de interfaz cohesiva viscoelástica para representar las propiedades viscoelásticas de la capa y la interfaz entre capas adyacentes, respectivamente. En estos modelos, implementamos el criterio de falla de Hashin en 3D en el plano para simular fallas a nivel de capa y el criterio de falla cuadrático basado en el estrés y la ley BK de modo mixto de ablandamiento lineal para simular la iniciación y propagación de fallas en la interfaz cohesiva, respectivamente. Se realizaron pruebas de LVI en especímenes con diferentes energías de impacto (30 J, 40 J y 50 J). Las abolladuras inducidas por el impacto eventualmente rebotarán debido al comportamiento viscoelástico de las capas y las interfaces cohesivas. Esto resulta en una disminución de la profundidad con el tiempo. Esta indentación y su fenómeno de rebote fueron simulados en ABAQUS considerando la viscoelasticidad con subrutinas de material definidas por el usuario. Los resultados de la simulación muestran una buena concordancia con las observaciones experimentales y se validan con precisión en términos de la profundidad inicial de la indentación al impacto y su rebote final con el tiempo. A partir de los experimentos, se observó que la disminución de la profundidad original de la indentación inicialmente se vuelve más rápida con el tiempo después del impacto; luego, se desacelera con el tiempo y eventualmente se detiene debido a la viscoelasticidad. Mientras que esta disminución en la profundidad original de la indentación permanece invariable con el tiempo en la simulación, tiene un camino de rebote diferente.
Descripción
La indentación es una indicación efectiva de daño por LVI en PMCs. Sin embargo, la indentación puede rebotar parcialmente con el tiempo. Por lo tanto, una buena comprensión del comportamiento de rebote del pozo impactado es útil en la evaluación de daños en compuestos. En este documento, se propone un modelo viscoelástico isotrópico transversal y un modelo de interfaz cohesiva viscoelástica para representar las propiedades viscoelásticas de la capa y la interfaz entre capas adyacentes, respectivamente. En estos modelos, implementamos el criterio de falla de Hashin en 3D en el plano para simular fallas a nivel de capa y el criterio de falla cuadrático basado en el estrés y la ley BK de modo mixto de ablandamiento lineal para simular la iniciación y propagación de fallas en la interfaz cohesiva, respectivamente. Se realizaron pruebas de LVI en especímenes con diferentes energías de impacto (30 J, 40 J y 50 J). Las abolladuras inducidas por el impacto eventualmente rebotarán debido al comportamiento viscoelástico de las capas y las interfaces cohesivas. Esto resulta en una disminución de la profundidad con el tiempo. Esta indentación y su fenómeno de rebote fueron simulados en ABAQUS considerando la viscoelasticidad con subrutinas de material definidas por el usuario. Los resultados de la simulación muestran una buena concordancia con las observaciones experimentales y se validan con precisión en términos de la profundidad inicial de la indentación al impacto y su rebote final con el tiempo. A partir de los experimentos, se observó que la disminución de la profundidad original de la indentación inicialmente se vuelve más rápida con el tiempo después del impacto; luego, se desacelera con el tiempo y eventualmente se detiene debido a la viscoelasticidad. Mientras que esta disminución en la profundidad original de la indentación permanece invariable con el tiempo en la simulación, tiene un camino de rebote diferente.