A constitutive model for fatigue and residual strength predictions of composite laminates

Author

Llobet Vallejo, Jordi

Director

Maimí Vert, Pere

Date of defense

2020-01-17

Pages

148 p.



Department/Institute

Universitat de Girona. Departament d'Enginyeria Mecànica i de la Construcció Industrial

Abstract

This thesis investigates the fatigue behaviour of fibre-reinforced composite laminates. Fatigue of composite materials is a complex subject both from an experimental and numerical modelling point of view. In this context, we designed a quite extensive experimental campaign to investigate the failure mechanisms that occur when the composite material undergoes fatigue. Then, we developed a constitutive model to anticipate the mechanical behaviour and the final strength of the material. This model was implemented inside a finite element code in order to analyse the behaviour of composite structures under different loading scenarios. The final objective of this type of numerical tool is to reduce the number of test and time required for certification of aerospace composite parts


Aquesta tesi investiga la resposta a fatiga de laminats compòsits fabricats amb fibra de carboni. L'estudi de la fatiga en materials compòsits és un tema de gran complexitat tant des d'un punt de vista experimental com de modelització computacional. En aquest context, s'ha dissenyat una àmplia campanya experimental per investigar els mecanismes de dany que apareixen quan el material es sotmet a càrregues cícliques o a fatiga. Al mateix temps, s'ha desenvolupat un model constitutiu per anticipar la resposta estructural i la resistència final del material. Aquest model s'ha implementat dins d'un codi d'elements finits per tal d'analitzar estructures aeronàtutiques en diferent condicions de càrrega. L'objectiu final d'aquest models computacionals és la de reduir el nombre d'assajos experimentals i el temps que es necessita per certificar estructures aeronàutiques

Keywords

Fatigue; Fatiga; Composite materials; Materials compòsits; Materiales compuestos; Continuum damage mechanics; Mecànica del dany continu; Mecánica de daño continuo; Advanced constitutive modelling; Models constitutius avançats; Modelos constitutivos avanzados; Cohesive zone modelling; Model de zona cohesiva; Modelo de zona cohesiva; Failure mechanisms; Mecanismes de fallada; Mecanismos de fallo

Subjects

620 - Materials testing. Commercial materials. Power stations. Economics of energy; 621 - Mechanical engineering in general. Nuclear technology. Electrical engineering. Machinery

Documents

tjlv_20200117.pdf

6.949Mb

 

Rights

ADVERTIMENT. Tots els drets reservats. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.

This item appears in the following Collection(s)