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2020 | OriginalPaper | Buchkapitel

Meso-Scale Damage Modeling of Hybrid 3D Woven Orthogonal Composites Under Uni-Axial Compression

verfasst von : Sohail Ahmed, Xitao Zheng, Tianchi Wu, Nadeem Ali Bhatti

Erschienen in: Proceedings of the 13th International Conference on Damage Assessment of Structures

Verlag: Springer Singapore

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Abstract

In this study, a detailed predictive numerical modeling technique is developed for three different kinds of hybrid and non-hybrid architectures of 3D woven orthogonal composites. A unit cell, full finite element meso model, is developed to simulate the elastic and damage progression behavior under uni-axial compression. Material systems for 3D woven Composites used in this study are Carbon/epoxy, Kevlar epoxy, and Hybrid formulation. The geometry of the constituents of the unit cell, fiber tows, and matrix, was determined through the microscopic analysis of the woven structures. The unit cell model used an idealized geometry without incorporating the fiber undulation which is a pervasive effect during the weaving process of 3D woven composites. Abaqus standard solver and a UMAT code incorporating the damage model within Abaqus was used to compute the deformation of the unit cell under in-plane compression loading. Moreover, determining the effect of void contents on the mechanical properties of the material, Balshin’s empirical equation was used to calibrate the input material parameters. The results from the numerical analysis are then compared with the experimental results and it is found that the predicted elastic modulus and compressive strength for all three types of architecture are in good agreement with the experimental results. Overall, the unit cell meso model furnished fairly accurate estimation of the compressive properties of 3D woven composites for different material systems with consideration of void contents.

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Literatur
15.
Zurück zum Zitat Pankow, M., Yen, C.F., Rudolph, M., Justusson, B., Zhang, D., Waas, A.: Experimental investigation on the deformation response of hybrid 3D woven composites. In: 53rd AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics and Materials Conference 20th AIAA/ASME/AHS Adaptive Structures Conference 14th AIAA, pp. 1572. April 2012. https://doi.org/10.2514/6.2012-1572 Pankow, M., Yen, C.F., Rudolph, M., Justusson, B., Zhang, D., Waas, A.: Experimental investigation on the deformation response of hybrid 3D woven composites. In: 53rd AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics and Materials Conference 20th AIAA/ASME/AHS Adaptive Structures Conference 14th AIAA, pp. 1572. April 2012. https://​doi.​org/​10.​2514/​6.​2012-1572
16.
Zurück zum Zitat Chamis, C.C.: Simplified composite micromechanics equations for hygral, thermal, and mechanical properties. SAMPE Quar 15(3), 14–23 (1984) Chamis, C.C.: Simplified composite micromechanics equations for hygral, thermal, and mechanical properties. SAMPE Quar 15(3), 14–23 (1984)
17.
Zurück zum Zitat Daniel, I.M., Ishai, O.: Engineering Mechanics of Composite Materials. Oxford University Press, Oxford (1994) Daniel, I.M., Ishai, O.: Engineering Mechanics of Composite Materials. Oxford University Press, Oxford (1994)
21.
Zurück zum Zitat Abaqus, V.: 6.14 Documentation, Dassault Systemes Simulia Corporation, p. 651 (2014) Abaqus, V.: 6.14 Documentation, Dassault Systemes Simulia Corporation, p. 651 (2014)
22.
Zurück zum Zitat Linde, P., Pleitner, J., de Boer, H., Carmone, C.: Modelling and simulation of fibre metal laminates. In: ABAQUS Users’ Conference, pp. 421–439 (2004) Linde, P., Pleitner, J., de Boer, H., Carmone, C.: Modelling and simulation of fibre metal laminates. In: ABAQUS Users’ Conference, pp. 421–439 (2004)
Metadaten
Titel
Meso-Scale Damage Modeling of Hybrid 3D Woven Orthogonal Composites Under Uni-Axial Compression
verfasst von
Sohail Ahmed
Xitao Zheng
Tianchi Wu
Nadeem Ali Bhatti
Copyright-Jahr
2020
Verlag
Springer Singapore
DOI
https://doi.org/10.1007/978-981-13-8331-1_64

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.