Resumen de Estudio paramétrico del modelo de zona cohesiva propio del código de elementos finitos abaqus/explicit en laminados CFRP

Antonio R. Quiñonero Moya, José Vicente Calvo, Norberto Feito Sánchez, Eugenio Giner Maravilla

• español

  El fallo por delaminación es uno de los mecanismos de fallo más importantes de los materiales compuestos laminados.

  Al plantear el modelado numérico de la delaminación, es común emplear elementos cohesivos. Estos elementos suelen presentar problemas de convergencia al realizar un análisis implícito. Los análisis explícitos no presentan los mismos problemas de convergencia, aunque requieren otras consideraciones al modelar un fenómeno cuasiestático. En este trabajo, se ha realizado un ensayo Double Cantilever Beam (DCB) sobre un laminado unidireccional a partir del que se ha estimado la energía de fractura en modo I del material, utilizada como dato en el modelo numérico. Se ha creado un modelo de elementos finitos con el que se ha llevado a cabo un estudio paramétrico de los distintos factores que influyen en el análisis explícito. La solución obtenida por este método puede contener oscilaciones espurias si no se tienen incrementos temporales y un tamaño de elemento suficientemente pequeños. Cumplir estos requisitos es frecuentemente demasiado costoso, lo que dificulta que el análisis explícito sea la primera opción al modelar fenómenos cuasiestáticos.

• English

  Delamination failure is one of the most important failure mechanisms of laminated composite materials. When considering numerical modeling of delamination, it is customary to use cohesive elements. These elements usually present convergence problems when performing an implicit analysis. Explicit analyses do not present the same convergence problems, although they require other considerations when modeling a quasistatic phenomenon. In this work, a Double Cantilever Beam (DCB) test has been carried out on a unidirectional laminate from which the mode I fracture energy of the material has been estimated, and used as input in the numerical model. A finite element model has been developed, performing a parametric study of the different factors that influence the explicit analysis. The solution obtained using this method can include spurious oscillations if time increment and element size are not small enough. Meeting these requirements is often too costly to consider explicit analysis as the first choice to model quasistatic phenomena.