Finite Element Modeling of Composite Materials using Kinematic Constraints
Fecha
2009-12-01
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Editor
Universidad EAFIT
Resumen
Descripción
The purpose of this article is to present simulations of the behavior of composite materials based on kinematic restrictions between the same fibers and between the fibers and the surrounding resin. In the literature review, the authors have found that kinematic restrictions have not been fully exploited to model composite materials, probably due to their high computational cost. The purpose of this article is to expose the implementation and results of such a model, using Finite Element Analysis of prescribed geometric constraints to the resin and fiber nodes. Analytical descriptions of the behavior of composite materials rarely appear. Many approaches to describe composite materials in layers are based on the theory of functions C1Z and C0 Z, such as the Classical Layer Theory (CLT). These theories of functions contain significant simplifications of the material, especially for woven compounds. A hybrid approach to modeling composite materials with Finite Elements (FEA) was developed by Sidhu and Averill and adapted by Li and Sherwood for composite materials woven with glass polypropylene.
El propósito de este artículo es presentar simulaciones del comportamiento de materiales compuestos basado en restricciones cinemáticas entre las mismas fibras y entre las fibras y la resina circundante. En la revisión de literatura, los autores han encontrado que las restricciones cinemáticas no han sido plenamente explotadas para modelar materiales compuestos, probablemente debido a su alto costo computacional. El propósito de este articulo es exponer la implementación y resultados de tal modelo, usando Análisis por Elementos Finitos de restricciones geométricas prescritas a los nodos de la resina y las fibras. Las descripciones analíticas del comportamiento de materiales compuestos raramente aparecen. Muchas aproximaciones para describir materiales compuestos en capas son basadas en la teoría de funciones C1Z y C0 Z, tal como la Teoría Clásica de Capas (CLT). Estas teorías de funciones contienen significativas simplificaciones del material, especialmente para compuestos tejidos. Una aproximación hibrida para modelar materiales compuestos con Elementos Finitos (FEA) fue desarrollada por Sidhu y Averill y adaptada por Li y Sherwood para materiales compuestos tejidos con polipropileno de vidrio.
El propósito de este artículo es presentar simulaciones del comportamiento de materiales compuestos basado en restricciones cinemáticas entre las mismas fibras y entre las fibras y la resina circundante. En la revisión de literatura, los autores han encontrado que las restricciones cinemáticas no han sido plenamente explotadas para modelar materiales compuestos, probablemente debido a su alto costo computacional. El propósito de este articulo es exponer la implementación y resultados de tal modelo, usando Análisis por Elementos Finitos de restricciones geométricas prescritas a los nodos de la resina y las fibras. Las descripciones analíticas del comportamiento de materiales compuestos raramente aparecen. Muchas aproximaciones para describir materiales compuestos en capas son basadas en la teoría de funciones C1Z y C0 Z, tal como la Teoría Clásica de Capas (CLT). Estas teorías de funciones contienen significativas simplificaciones del material, especialmente para compuestos tejidos. Una aproximación hibrida para modelar materiales compuestos con Elementos Finitos (FEA) fue desarrollada por Sidhu y Averill y adaptada por Li y Sherwood para materiales compuestos tejidos con polipropileno de vidrio.