view in publisher's site

Finite element analysis of a modified progressive damage model for composite laminates under low-velocity impact

In this paper, a 3D finite element model is established in ABAQUS/Explicit based on a modified progressive damage model to study the dynamic mechanical response and damage development in cross-ply composite laminates subjected to low-velocity impact. The 3D Hashin criterion and the damage evolution model with the through-thickness normal stress component σ33 are applied to predict the intra-laminar damage initiation and evolution. The cohesive elements with the bilinear traction-separation relationship are inserted between layers to predict the inter-laminar delamination induced by impact loading. A user-material subroutine VUMAT involving the modified progressive damage del of intra-laminar and inter-laminar damage is coded and implemented in the finite element package ABAQUS/Explicit. The numerical results of three different impact energies (7.35, 11.03 and 14.70 J) are analyzed by the impact force-time, force-displacement and energy-time histories curves as well as different damage modes. The respectable relationship between numerical simulation and experimental result indicates that the proposed modified method is more suitable for low-velocity impact on composite laminates under different impact energies than the previous method without σ33. Moreover, the effects of Smt and Smc on global mechanical response and local damage predictions for laminates are discussed in detail. It can be concluded that both of the coefficients should be adopted between 0.93 and 0.96 when using this damage model to simulate composite laminates under low-velocity impact.

تحلیل آلمان محدود یک مدل خرابی پیشرونده اصلاح‌شده برای laminates کامپوزیتی تحت ضربه کم سرعت

در این مقاله، یک مدل آلمان محدود سه‌بعدی مبتنی بر یک مدل خرابی پیشرونده اصلاح‌شده برای مطالعه واکنش مکانیکی دینامیکی و توسعه آسیب در ورق‌های مرکب متعامد تحت ضربه سرعت پایین ایجاد شده‌است. معیار ۳ بعدی hashin و مدل تکامل آسیب با مولفه تنش نرمال با ضخامت σ ۳۳ برای پیش‌بینی شروع و تکامل آسیب درون لایه‌ای استفاده می‌شوند. آلمان‌های چسبنده با رابطه اصطکاک - جدایی دو خطی بین لایه‌ها برای پیش‌بینی لایه‌لایه شدگی بین لایه‌ای ایجاد شده توسط بارگذاری ضربه‌ای وارد می‌شوند. یک زیر روال کاربر - material که شامل آسیب پیشرونده اصلاح‌شده دل جریان درون لایه‌ای و بین لایه‌ای است، کد گذاری شده و در بسته اجزای محدود ABAQUS / Explicit پیاده‌سازی می‌شود. نتایج عددی سه انرژی ضربه متفاوت (۷.۳۵، ۱۱.۰۳ و ۱۴.۷۰ J)با استفاده از منحنی‌های نیرو - زمان، جابجایی نیرو و تاریخچه انرژی - زمان و نیز حالت‌های مختلف آسیب تحلیل می‌شوند. رابطه آبرومند بین شبیه‌سازی عددی و نتایج تجربی نشان می‌دهد که روش اصلاح‌شده پیشنهادی برای تاثیر سرعت پایین بر روی ورقه‌های کامپوزیتی تحت انرژی‌های ضربه متفاوت نسبت به روش قبلی بدون σ ۳۳ مناسب‌تر است. علاوه بر این، اثرات smt و smc بر واکنش مکانیکی جهانی و پیش‌بینی آسیب موضعی برای laminates ها به طور مفصل مورد بحث قرار می‌گیرند. می توان نتیجه گرفت که هر دو ضرایب باید بین ۰.۹۳ تا ۰.۹۶ به کار گرفته شوند زمانی که از این مدل آسیب برای شبیه‌سازی ورقه‌های مرکب تحت ضربه کم سرعت استفاده می‌شود.

ترجمه شده با

Download PDF سفارش ترجمه این مقاله این مقاله را خودتان با کمک ترجمه کنید
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.