Predicción de la Capacidad de Carga de Piezas Compuestas con Daño por Impacto de Baja Velocidad: Identificación de Modelos Constitutivos Intra- e Inter-Capa
Autores: Cherniaev, Aleksandr; Pavlova, Svetlana; Pavlov, Aleksandr; Komarov, Valeriy
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Predicción de la Capacidad de Carga de Piezas Compuestas con Daño por Impacto de Baja Velocidad: Identificación de Modelos Constitutivos Intra- e Inter-Capa
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Evaluaciones
Capacidad de carga residual
Componentes estructurales compuestos
Daño por impacto
Metodología de simulación
Propiedades del material
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
Las evaluaciones de la capacidad de carga residual a menudo se realizan para componentes estructurales compuestos que han recibido daños por impacto. La disponibilidad de una metodología de simulación verificada puede proporcionar ahorros significativos de costos cuando se requieren tales evaluaciones. Para apoyar el desarrollo de una metodología de simulación confiable y precisa, este estudio investigó las capacidades predictivas de un modelo de elementos finitos de shell sólido apilado de un componente compuesto cilíndrico con una descripción basada en mecánica de daños de la respuesta del material intra-capa y un modelo de contacto cohesivo utilizado para la simulación del comportamiento inter-capa. La identificación de las propiedades del material para el modelo se llevó a cabo a través de la caracterización mecánica. Se prestó especial atención a comprender la influencia de los parámetros no físicos de los modelos de material intra- e inter-capa en la predicción de la carga de fallo por compresión de cilindros compuestos dañados. La calibración del modelo realizada utilizando la metodología de superficie de respuesta permitió identificar valores racionales de los parámetros no físicos. Los resultados de las simulaciones con el modelo de elementos finitos identificado y calibrado mostraron una correlación razonable con los datos experimentales en términos de las cargas de fallo predichas y los modos de daño post-impacto y post-fallo. La técnica de modelado investigada puede ser recomendada para evaluar la capacidad de carga residual de piezas compuestas planas y curvadas con daños por impacto que trabajan bajo la acción de cargas de compresión.
Descripción
Las evaluaciones de la capacidad de carga residual a menudo se realizan para componentes estructurales compuestos que han recibido daños por impacto. La disponibilidad de una metodología de simulación verificada puede proporcionar ahorros significativos de costos cuando se requieren tales evaluaciones. Para apoyar el desarrollo de una metodología de simulación confiable y precisa, este estudio investigó las capacidades predictivas de un modelo de elementos finitos de shell sólido apilado de un componente compuesto cilíndrico con una descripción basada en mecánica de daños de la respuesta del material intra-capa y un modelo de contacto cohesivo utilizado para la simulación del comportamiento inter-capa. La identificación de las propiedades del material para el modelo se llevó a cabo a través de la caracterización mecánica. Se prestó especial atención a comprender la influencia de los parámetros no físicos de los modelos de material intra- e inter-capa en la predicción de la carga de fallo por compresión de cilindros compuestos dañados. La calibración del modelo realizada utilizando la metodología de superficie de respuesta permitió identificar valores racionales de los parámetros no físicos. Los resultados de las simulaciones con el modelo de elementos finitos identificado y calibrado mostraron una correlación razonable con los datos experimentales en términos de las cargas de fallo predichas y los modos de daño post-impacto y post-fallo. La técnica de modelado investigada puede ser recomendada para evaluar la capacidad de carga residual de piezas compuestas planas y curvadas con daños por impacto que trabajan bajo la acción de cargas de compresión.