Acumulación de daño y redistribución de los esfuerzos en materiales reforzados con fibras
DOI:
https://doi.org/10.17533/udea.redin.18139Palabras clave:
Interfaz de fractura, fibra de delaminación, matriz de fibra, matriz, fracturaResumen
Se analiza el proceso de fractura de materiales compuestos, considerando la interacción de diferentes factores que tienen un carácter muy particular. La resistencia a la ruptura de las fibras, la resistencia localizada de la matriz y la fuerza de adherencia entre la fibra y la matriz, por lo general varían de manera substancial y, además, la distribución del reforzamiento es errática y casual. Analíticamente la interacción entre estos imprevisibles factores durante la fractura del compuesto no pueden ser plenamente descritos mediante el uso de métodos probabilísticos. El desarrollo de métodos computacionales abre enormes posibilidades para simular la influencia de estos factores durante el proceso de fractura del compuesto. Determinadas dificultades surgen en el desarrollo de estas investigaciones porque éstas sintetizan problemas de física de materiales, así como de mecánica al tener que considerar y analizar simultáneamente la estructura real del material. Por lo anterior, resulta conveniente junto con la simulación numérica aplicada al estudio de determinados fenómenos y a la solución de problemas prácticos, hacer uso de criterios que son fundamentales para simular los procesos de delaminación de las fibras fracturadas y el desarrollo de grietas en la matriz.
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T. Vaughan, C. McCarthy. “Micromechanical modeling of the transverse damage behavior in the fiber reinforced composites”. Composites Science and Technology. Vol. 71. 2011. pp. 388-396. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2010.12.006
B. Rosen. Mechanics of strain-hardening of composites, in: Fiber Composites [ Russian translation]. 1st ed. Ed. Mir. Moscow. Russia. 1967. pp. 54-96.
B. Semionov, S. Kruglov, Y. Tishenkova. “Study of strength and fracture tensile, reinforced steel and boron fibers”. Composites Materials. 2nd ed. Ed. M. Nauka. Minsk. Russia. 1981. pp. 82-88.
G. Guniayev, A. Zhigun, B. Perov. “The strength of born fibers” The mechanics of polymers. Vol. 6. 1970. pp. 1141-1145.
Y. Gusiev, A. Ovchinsky. “Modelirovaniye na IBM protsessov razrusheniya voloknistij kompositsionnij materialov pri postoyanno deistvuyushey raztiagivayushey nagruzke” Mecánica de Materiales Compuestos. Vol. 2. 1984. pp. 263-270.
H. Niederreiter. “Quasi-Monte Carlo methods and pseudo-random numbers”. Bulletin of the American Mathematical Society. ed. 84th. Boston. USA. 1978. pp. 957-1041. DOI: https://doi.org/10.1090/S0002-9904-1978-14532-7
I. Sobol. Monte Carlo Computational Methods. 1st ed. Ed. Nauka. Moscow. Russia. 1973, pp. 312.
A.Wilkinson, D. Dingley. “The distribution of plastic deformation in a metal matrix composite caused by straining transverse to the fibre direction”. Acta Metallurgica et Materialia. Vol. 40. 1992. pp. 3357-3368. DOI: https://doi.org/10.1016/0956-7151(92)90049-K
K. Hibbitt. Dassault Systems ABAQUS/Standard User’s Manual, version 5.6. Rhode Island, USA. 1996.
E. Car, F. Zalamea, S. Oller, J. Miguel, E. Oñate. “Numerical simulation of the fiber reinforced composite materials – two procedures”. Int. J. Solids Struct. Vol. 39. 2002. pp. 1967-1986. DOI: https://doi.org/10.1016/S0020-7683(01)00240-2
E. Barbero, P. Lonetti. “A damage model for composites defined in terms of available data”. J. mech. Compos. Mater. Struct. Vol. 8. 2001. pp. 299-316. DOI: https://doi.org/10.1080/107594101753172539
P. Maimí, P. Camanho, J. Mayugo, C. Dávila. “A continuum damage model for composite laminates: Part I – Constitutive model”. Machanics of Materials. Vol. 39. 2007. pp. 897-908. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mechmat.2007.03.005
S. Mileiko, N. Sorokin, A. Tsirlin. “Strength of boroaluminium composite reinforced with brittles fibers”. Mejanika Polimerov. Vol. 5. 1973. pp. 840-846. DOI: https://doi.org/10.1007/BF00762998
C. Dávila, P. Camanho, C. Rose. “Failure criteria for FRP laminates”. J. Compos. Mater. Vol. 39. 2005. pp. 323-345. DOI: https://doi.org/10.1177/0021998305046452
R. O´Higgins, C. McCarthy, M. McCarthy.” Identification of damage and plasticity parameters for continuum damage mechanics modeling of carbon and glass-reinforced composite materials”. Strain. Vol. 47. 2009. pp. 105-115. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1475-1305.2009.00649.x
D. Trias, J. Costa, J. Mayugo, J. Hurtado. “Random models versus periodic models for fiber reinforced composites”. Comput. Mater. Sci. Vol. 38. 2006. pp. 316-324. DOI: https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2006.03.005
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