Item


Development of efficient testing methods and cohesive zone models for analyzing fatigue-driven delamination in 3D laminated composite structures

The overall purpose of this Ph.D. thesis is to contribute to the reliable design of composite structures subjected to fatigue-driven delamination. The aim is motivated by a wish to reduce the amount of experimental testing needed in the dimensioning of real components and to anticipate the mechanical response of layered structures undergoing fatigue delamination. In order to extend the general applicability of the existing methods, experimental data of 3D delamination propagation has been generated, as well as an efficient identification of the crack propagation direction and an accurate means of calculating the energy release rate in three-dimensional structures have been developed. Moreover, a benchmark test for fatigue-driven 3D crack growth has been used for model validation, and a full characterization, at the coupon level, of the interlaminar properties of the demonstrator material has been performed. The developed fatigue method provides accurate predictions for the fatigue benchmark tests

L’objectiu general d’aquesta tesi doctoral és contribuir al disseny fiable d’estructures de materials compòsits en capes sotmeses a delaminació provocada per la fatiga. Per una banda, es pretén reduir la quantitat de proves experimentals necessàries en el procés de disseny de components i, per l’altra, anticipar la resposta mecánica de les estructures que pateixen delaminació a fatiga. Per tal d’ampliar l’aplicabilitat dels mètodes existents, s’han generat dades experimentals de propagació de la delaminació en 3D, un mètode eficaç d’identificació de la direcció de propagació d’esquerda i un mitjà precís de calcular l’energia disponible per a la fractura en estructures tridimensionals. A més, s’ha dut a terme una campanya experimental de l’assaig validador i s’ha realitzat una caracterització completa de les propietats interlaminars del material validador a nivell de proveta. El mètode de fatiga desenvolupat proporciona prediccions precises per als assajos de referència

Universitat de Girona

Manager: Turon Travesa, Albert
Renart Canalias, Jordi
Bak, Brian Lau Verndal
Other contributions: Universitat de Girona. Departament d’Enginyeria Mecànica i de la Construcció Industrial
Author: Carreras Blasco, Laura
Date: 2019 July 17
Abstract: The overall purpose of this Ph.D. thesis is to contribute to the reliable design of composite structures subjected to fatigue-driven delamination. The aim is motivated by a wish to reduce the amount of experimental testing needed in the dimensioning of real components and to anticipate the mechanical response of layered structures undergoing fatigue delamination. In order to extend the general applicability of the existing methods, experimental data of 3D delamination propagation has been generated, as well as an efficient identification of the crack propagation direction and an accurate means of calculating the energy release rate in three-dimensional structures have been developed. Moreover, a benchmark test for fatigue-driven 3D crack growth has been used for model validation, and a full characterization, at the coupon level, of the interlaminar properties of the demonstrator material has been performed. The developed fatigue method provides accurate predictions for the fatigue benchmark tests
L’objectiu general d’aquesta tesi doctoral és contribuir al disseny fiable d’estructures de materials compòsits en capes sotmeses a delaminació provocada per la fatiga. Per una banda, es pretén reduir la quantitat de proves experimentals necessàries en el procés de disseny de components i, per l’altra, anticipar la resposta mecánica de les estructures que pateixen delaminació a fatiga. Per tal d’ampliar l’aplicabilitat dels mètodes existents, s’han generat dades experimentals de propagació de la delaminació en 3D, un mètode eficaç d’identificació de la direcció de propagació d’esquerda i un mitjà precís de calcular l’energia disponible per a la fractura en estructures tridimensionals. A més, s’ha dut a terme una campanya experimental de l’assaig validador i s’ha realitzat una caracterització completa de les propietats interlaminars del material validador a nivell de proveta. El mètode de fatiga desenvolupat proporciona prediccions precises per als assajos de referència
Format: application/pdf
Other identifiers: http://hdl.handle.net/10803/667712
Document access: http://hdl.handle.net/10256/17068
Language: eng
Publisher: Universitat de Girona
Rights: ADVERTIMENT. L’accés als continguts d’aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d’investigació i docència en els termes establerts a l’art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l’autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s’autoritza la seva reproducció o altres formes d’explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d’un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s’autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.
Subject: Composite materials
Materials compòsits
Materials compuestos
Cohesive zone model
Model de zona cohesiva
Modelo de zona cohesiva
Delamination
Delaminació
Delaminación
Fatigue
Fatiga
Finite element analysis
Anàlisi d’elements finits
Análisis de elementos finitos
3D analysis
Anàlisi 3D
Análisis 3D
620 - Assaig de materials. Materials comercials. Economia de l’energia
621 - Enginyeria mecànica en general. Tecnologia nuclear. Electrotècnia. Maquinària
Title: Development of efficient testing methods and cohesive zone models for analyzing fatigue-driven delamination in 3D laminated composite structures
Type: info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
Repository: DUGiDocs

Subjects

Authors


Warning: Unknown: write failed: No space left on device (28) in Unknown on line 0

Warning: Unknown: Failed to write session data (files). Please verify that the current setting of session.save_path is correct (/var/lib/php5) in Unknown on line 0