Item
Costa i Balanzat, Josep
González MartÃnez, Carlos Daniel Faria Lopes, Claudio Saúl |
|
Universitat de Girona. Departament de FÃsica | |
Barzegar, Mostafa | |
2022 September 26 | |
The use of Fibre Reinforced Polymers (FRP) composites has grown in popularity over the last few decades. They offer outstanding mechanical properties combined with a low density, making them an excellent solution for many lightweight applications. However, their low fracture toughness translates into brittle behaviour that often leads to catastrophic failure without prior damage symptoms. Moreover, there is a lack of reliable tools for the design of FRP with mitigated brittleness because of the complexity of the micromechanisms involved and the difficulties of experimental validation. These two factors constitute a serious drawback that limits the application of FRP to a wider engineering space. As a result, virtual testing of composite materials emerges as a promising strategy for reducing experimental programs devoted to the characterization of these materials. Nonetheless, because FRP failure is controlled by microscale phenomena, there is a need for a multiscale scheme that captures them using micromechanical models. In this thesis, the capability of computational micromechanics to make virtual predictions of failure processes in unidirectional FRP composites is extended with respect to the state of the art. Towards this end, several computational micromechanics methods are developed, each with its own challenge and research objective L’ús de materials compostos de polÃmers reforçats amb fibra (FRP) ha guanyat popularitat en les darreres dècades. Ofereixen excel·lents propietats mecà niques combinades amb una baixa densitat, cosa que els converteix en una excel·lent solució per a moltes aplicacions de pes lleuger. Tot i això, la seva baixa tenacitat a la fractura es tradueix en un comportament frà gil que sovint condueix a falles catastròfiques sense sÃmptomes previs de dany. A més, hi ha una manca d’eines fiables per al disseny de FRP amb fragilitat mitigada a causa de la complexitat dels micromecanismes involucrats i les dificultats de validació experimental. Aquests dos factors constitueixen un inconvenient seriós que limita l’aplicació de FRP a sectors més amplis de l’enginyeria. Com a resultat, l’assaig virtual de materials compostos sorgeix com una estratègia prometedora per reduir els programes experimentals dedicats a la caracterització d’aquests materials. No obstant això, pel fet que la falla de FRP està controlada per fenòmens a microescala, hi ha la necessitat d’un esquema multiescala que els capturi utilitzant models micromecà nics. En aquesta tesi s’amplia respecte a l’estat de l’art la capacitat de la micromecà nica computacional per fer prediccions virtuals de processos de falla en compostos unidireccionals de FRP. A aquest efecte, es desenvolupen diversos mètodes de micromecà nica computacional, cadascun amb el seu propi desafiament i objectiu de recerca Programa de Doctorat en Tecnologia |
|
http://hdl.handle.net/10803/687427 | |
http://hdl.handle.net/10256/22452 | |
eng | |
Universitat de Girona | |
ADVERTIMENT. Tots els drets reservats. 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, aixà 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 tÃtol 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 Ãndexs. | |
Micromecà nica computacional
Micromecánica computacional Computational micromechanics Plà stics reforçats amb fibres Plásticos reforzados con fibras Fiber-reinforced plastic composites Mètode dels elements finits Método de los elementos finitos Finite element method Mecà nica de fractura Mecánica de fractura Fracture mechanics Desenllaç de la interfÃcie Desenlace de la interfaz Interface debonding Factor de concentració d’estrès Factor de concentración de estrés Stress concentration factor Falla dinà mica Falla dinámica Dynamic failure 620 - Assaig de materials. Materials comercials. Economia de l’energia 621 - Enginyeria mecà nica en general. Tecnologia nuclear. Electrotècnia. Maquinà ria |
|
A computational micromechanics investigation of longitudinal strength in unidirectional fibre reinforced composites | |
info:eu-repo/semantics/doctoralThesis | |
DUGiDocs |