Determination of interlaminar fracture toughness of cfrp composite in mode i using numerical simulation with cohesive elements

Abstract

Tento článek se zabývá stanovením parametrů interlaminární pevnosti kompozitních CFRP laminátů v módu poručení I, a to pomocí numerické simulace s kohezními prvky. Znalost těchto parametrů je zásadní pro umožnění predikce interlaminární pevnosti laminátů pomocí numerických simulací založených na metodě konečných prvků s kohezními prvky. Existuje několik standardizovaných experimentálních měření pro určování parametrů módu I, ale neumožňují stanovení všech potřebných pro numerické simulace. Stanovení těchto parametrů a jejich vývoj během porušování je však velmi problematické i když jsou k dispozici experimentální údaje. Tento článek se zabývá návrhem metodiky pro určování těchto parametrů pomocí procesu fitování experimentálního měření a numerické simulace. Experimentální měření byla prováděna na vzorcích typu DCB podle mezinárodních norem ASTM. Numerické simulace byly provedeny v softwaru Siemens Simcenter s řešičem NX Nastran. Numerický model se získanými parametry vykazuje velmi dobrou shodu s experimentálními měřeními. ve srovnání s průměrnými experimentálními hodnotami a analytickým výpočtem je rozdíl lomové houževnatosti pouhých 1,6%