Predicción de múltiples despegues en las interfases fibra-matriz bajo carga transversal usando el principio de minimización de la energía total sujeto a una condición en tensiones
En este trabajo se usa un algoritmo computacional basado en el Principio deMínima Energía Total sujeto a una Condición en Tensiones (PMTE-SC, por sus siglas en inglés) para estudiar uno de los principales mecanismos de fallo en materiales compuestos: el despegue a lo largo de las interfases fibra-ma...
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| Tipo de recurso: | artículo |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2025 |
| País: | España |
| Institución: | Universidad de Sevilla (US) |
| Repositorio: | idUS. Depósito de Investigación de la Universidad de Sevilla |
| OAI Identifier: | oai:dnet:idus________::fc33c48bd6daa6938d2b1aae5aa2fae8 |
| Acceso en línea: | https://hdl.handle.net/11441/186241 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | PMTE-SC Grieta de interfase LEBIM Materiales compuestos ABAQUS Criterio acoplado Mecánica de la fractura finita Interface crack Composite Coupled criterion Finite fracture mechanics |
| Sumario: | En este trabajo se usa un algoritmo computacional basado en el Principio deMínima Energía Total sujeto a una Condición en Tensiones (PMTE-SC, por sus siglas en inglés) para estudiar uno de los principales mecanismos de fallo en materiales compuestos: el despegue a lo largo de las interfases fibra-matriz ante una carga transversal. Se hace especial énfasis en el carácter simétrico y no simétrico del inicio y propagación de los despegues en términos de los parámetros de fractura de la interfase. Los modelos considerados incluyen: una fibra de vidrio inmersa en una matriz epoxi y dos fibras de vidrio cercanas entre ellas en una matriz epoxi, donde la fibra secundaria está orientada a 0, 30, 45 y 90 grados respecto a la fibra de referencia. El presente algoritmo usa una formulación bidimensional en deformación plana en el código de elementos finitos Abaqus, junto con scripts de Python que implementan un incremento cuasi estático de la carga que minimiza el funcional de la energía total. El comportamiento de la interfase fibra-matriz se modela usando una distribución de muelles elástico-lineales con capacidad de daño mediante una subrutina de material para Abaqus. Los resultados numéricos indican un buen acuerdo con estudios analíticos anteriores, que además permiten predecir la carga de fallo y la morfología del inicio y propagación de los despegues asociados a dicha carga. |
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