Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Thí nghiệm kéo với lỗ hở: thách thức cho việc thử nghiệm ảo trên vật liệu composite
Tóm tắt
Độ bền kéo với lỗ hở là một tham số quan trọng đối với cấu trúc composite vì nó có thể là yếu tố hạn chế trong thiết kế. Nó cũng khó để xác định và dự đoán thông qua các phương pháp phân tích hoặc số vì có sự biến đổi lớn trong kết quả thử nghiệm tùy thuộc vào cấu hình thử nghiệm. Tại đây, một loạt các biến thể như vậy được trình bày và hành vi của chúng được giải thích theo sự phát triển của hư hỏng tiềm tàng dưới dạng các vết nứt trong lớp và sự phân lớp giữa các lớp cũng như sự tương tác của chúng với nhau và với sự phá hủy sợi. Một kỹ thuật phân tích số dựa trên phần tử hữu hạn đã được phát triển và áp dụng cho từng trường hợp, thành công trong việc dự đoán các chế độ hư hỏng, xu hướng và độ bền. Điều này đủ mạnh để tạo thành cơ sở cho một khung thử nghiệm ảo cho độ bền kéo với lỗ hở của vật liệu composite.
Từ khóa
#độ bền kéo #vật liệu composite #hư hỏng tiềm tàng #phân tích số #thử nghiệm ảoTài liệu tham khảo
ASTM (2002) Standard test method for open hole tensile strength of polymer matrix composite laminates ASTM standard D5766/D5766M-02
Awerbuch J, Madhukar MS (1985) Notched strength of composite laminates: predictions and experiments—a review. J Reinf Plast Compos 4(1): 3–159. doi:10.1177/073168448500400102
Camanho PP, Maimi P, Davila CG (2007) Prediction of size effects in notched laminates using continuum damage mechanics. Compos Sci Technol 67(13): 2715–2727. doi:10.1016/j.compscitech.2007.02.005
Chang FK, Chang KY (1987) A Progressive damage model for laminated composites containing stress-concentrations. J Compos Mater 21(9): 834–855. doi:10.1177/002199838702100904
Cheung M, Hallett SR (2008) Investigation of the effect of specimen width on open hole tensile strength. Composites Testing for Model Identification (CompTest). Dayton 2008
Cox B, Yang QD (2006) In quest of virtual tests for structural composites. Science 314: 1102–1107. doi:10.1126/science.1131624
Davies GOA, Ankersen J (2008) Virtual testing of realistic aerospace composite structures. J Mater Sci 42(20): 6586–6592. doi:10.1007/s10853-008-2695-x
Gonzalez C, Llorca J (2007) Virtual fracture testing of composites: a computational micromechanics approach. Eng Fract Mech 74(7): 1126–1138. doi:10.1016/j.engfracmech.2006.12.013
Green BG, Wisnom MR, Hallett SR (2007) An experimental investigation into the tensile strength scaling of notched composites. Composites Part A 38(3): 867–878. doi:10.1016/j.compositesa.2006.07.008
Hallett SR, Wisnom MR (2006) Numerical investigation of progressive damage and the effect of layup in notched tensile tests. J Compos Mater 40(14): 1229–1245. doi:10.1177/0021998305057432
Hallett SR, Green BG, Jiang WG, Wisnom MR (2009) An experimental and numerical investigation into the damage mechanisms in notched composites. Composites Part A. doi:10.1016/j.compositesa.2009.02.021
Hallett SR, Jiang WG, Khan B, Wisnom MR (2008) Modelling the interaction between matrix cracks and delamination damage in scaled quasi-isotropic specimens. Compos Sci Technol 68(1): 80–89. doi:10.1016/j.compscitech.2007.05.038
Hallett SR, Jiang WG, Wisnom MR The effect of stacking sequence on thickness scaling of tests on open hole tensile composite specimens. AIAA J (in press)
Jiang WG, Hallett SR, Green BG, Wisnom MR (2007) A concise interface constitutive law for analysis of delamination and splitting in composite materials and its application to scaled notched tensile specimens. Int J Numer Methods Eng 69(9): 1982–1995. doi:10.1002/nme.1842
Lagace P (1986) Notch sensitivity and stacking sequence of laminated composites. In: Whitney JM (ed) Seventh conferenceon composite materials: testing and design, ASTM STP 893, Philadelphia, pp 161–176
MIL HDBK 17 (2002) US Department of Defense
Peterson R (1974) Stress concentration factors. Wiley, New York
SACMA (1994) Recommended Test Method SRM 5R-94: open-hole tensile properties of oriented fiber-resin composites. Suppliers of advanced composite materials association
Walsh TJ, Ochoa OO (1993) Composites with multiple cutouts. Compos Struct 24(2): 117–124. doi:10.1016/0263-8223(93)90033-M
Whitney JM, Nuismer RJ (1974) Stress fracture criteria for laminated composites containing stress-concentrations. J Compos Mater 8: 253–265. doi:10.1177/002199837400800303
Wisnom MR, Hallett SR (2009) The role of delamination in strength, failure mechanism and hole size effect in open hole tensile tests. Compos Part A Appl S doi:10.1016/j.compositesa.2008.12.013.