Analysis and Simulation of Transverse Random Fracture of Long Fibre Reinforced Composites

dc.contributor
Universitat de Girona. Departament d'Enginyeria mecànica i de la construcció industrial
dc.contributor.author
Trias Mansilla, Daniel
dc.date.accessioned
2011-04-12T17:36:09Z
dc.date.available
2005-05-23
dc.date.issued
2005-04-18
dc.date.submitted
2005-05-23
dc.identifier.isbn
846893089X
dc.identifier.uri
http://www.tdx.cat/TDX-0523105-115514
dc.identifier.uri
http://hdl.handle.net/10803/7762
dc.description.abstract
La present tesi proposa una metodología per a la simulació probabilística de la fallada de la matriu en materials compòsits reforçats amb fibres de carboni, basant-se en l'anàlisi de la distribució aleatòria de les fibres. En els primers capítols es revisa l'estat de l'art sobre modelització matemàtica de materials aleatoris, càlcul de propietats efectives i criteris de fallada transversal en materials compòsits.<br/>El primer pas en la metodologia proposada és la definició de la determinació del tamany mínim d'un Element de Volum Representatiu Estadístic (SRVE) . Aquesta determinació es du a terme analitzant el volum de fibra, les propietats elàstiques efectives, la condició de Hill, els estadístics de les components de tensió i defromació, la funció de densitat de probabilitat i les funcions estadístiques de distància entre fibres de models d'elements de la microestructura, de diferent tamany. Un cop s'ha determinat aquest tamany mínim, es comparen un model periòdic i un model aleatori, per constatar la magnitud de les diferències que s'hi observen.<br/>Es defineix, també, una metodologia per a l'anàlisi estadístic de la distribució de la fibra en el compòsit, a partir d'imatges digitals de la secció transversal. Aquest anàlisi s'aplica a quatre materials diferents.<br/>Finalment, es proposa un mètode computacional de dues escales per a simular la fallada transversal de làmines unidireccionals, que permet obtenir funcions de densitat de probabilitat per a les variables mecàniques. Es descriuen algunes aplicacions i possibilitats d'aquest mètode i es comparen els resultats obtinguts de la simulació amb valors experimentals.
cat
dc.description.abstract
This thesis proposes a methodology for the probabilistic simulation of the transverse failure of Carbon Fibre Reinforced Polymers (CFRP) by analyzing the random distribution of the fibres within the composite. First chapters are devoted to the State-of-the-art review on the modelization of random materials, the computation of effective properties and the transverse failure of fibre reinforced polymers.<br/>The first step in the proposed methodology is the definition of a Statistical Representative Volume Element (SRVE). This SRVE has to satisfy criteria based on the analysis of the volume fraction, the effective properties, the Hill Condition, the statistics of the stress and strain components, the probability density function of the stress and strain components and the inter-fibre distance statistical distributions. Once this SRVE has been achieved, a comparison between a periodic model and a random model is performed to quantitatively analyze the differences between the results they provide.<br/>Also a methodology for the statistical analysis of the distribution of the fibre within the composite from digital images of the transverse section. This analysis is performed for four different materials.<br/>Finally, a two-scale computational method for the transverse failure of unidirectional laminae is proposed. This method is able to provide probability density functions of the mechanical variables in the composite. Some applications and possibilities of the method are given and the simulation results are compared with experimental tests.
eng
dc.format.mimetype
application/pdf
dc.language.iso
eng
dc.publisher
Universitat de Girona
dc.rights.license
ADVERTIMENT. 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.
dc.source
TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)
dc.subject
Microstructural analysis
dc.subject
Probabilistic methods
dc.subject
Materials compòsits
dc.subject
Composite materials
dc.subject
Numerical methods
dc.subject
Random materials
dc.subject
Materials aleatoris
dc.subject
Métodos numéricos
dc.subject
Mètodes prababilístics
dc.subject
Métodos probabilísticos
dc.subject
Mètodes numèrics
dc.subject
Materiales aleatorios
dc.subject
Análisi microestructural
dc.subject
Digital image analysis
dc.subject
Tractament digital d'imatges
dc.subject
Análisis microestructural
dc.subject
Análisis de imagen digital
dc.title
Analysis and Simulation of Transverse Random Fracture of Long Fibre Reinforced Composites
dc.type
info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
dc.type
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.subject.udc
621
cat
dc.contributor.authoremail
dani.trias@udg.es
dc.contributor.director
Costa i Balanzat, Josep
dc.contributor.director
Hurtado, Jorge E.
dc.rights.accessLevel
info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.identifier.dl
Gi. 764-2005


Documents

tdtm.pdf

25.49Mb PDF

Aquest element apareix en la col·lecció o col·leccions següent(s)