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

DSpace/Manakin Repository

Show simple item record

dc.contributor Universitat de Girona. Departament d'Enginyeria Mecànica i de la Construcció Industrial
dc.contributor.author Trias Mansilla, Daniel
dc.date.issued 2005-04-18
dc.identifier.isbn 846893089X
dc.identifier.other DL Gi.764-2005
dc.identifier.uri http://www.tdx.cat/TDX-0523105-115514
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10803/7762
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10256/4749
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. 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. 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. 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.
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. 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. 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. 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.
dc.format.mimetype application/pdf
dc.language.iso eng
dc.publisher Universitat de Girona
dc.rights 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.other Microstructural analysis
dc.subject.other Probabilistic methods
dc.subject.other Materials compòsits
dc.subject.other Composite materials
dc.subject.other Numerical methods
dc.subject.other Random materials
dc.subject.other Materials aleatoris
dc.subject.other Métodos numéricos
dc.subject.other Mètodes prababilístics
dc.subject.other Métodos probabilísticos
dc.subject.other Mètodes numèrics
dc.subject.other Materiales aleatorios
dc.subject.other Análisi microestructural
dc.subject.other Digital image analysis
dc.subject.other Tractament digital d'imatges
dc.subject.other Análisis microestructural
dc.subject.other 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.rights.accessRights info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.contributor.director Costa i Balanzat, Josep
dc.contributor.director Hurtado, Jorge E.
dc.subject.udc 621 - Enginyeria mecànica en general. Tecnologia nuclear. Electrotècnia. Maquinària
dc.type.version info:eu-repo/semantics/publishedVersion


Files in this item

 

Show simple item record

Search DUGiDocs


Browse

My Account

Statistics