Item
Universitat de Girona. Departament d’Enginyeria Mecà nica i de la Construcció Industrial | |
Trias Mansilla, Daniel | |
2005 April 18 | |
La present tesi proposa una metodologÃa per a la simulació probabilÃstica de la fallada de la matriu en materials compòsits reforçats amb fibres de carboni, basant-se en l’anà lisi de la distribució aleatòria de les fibres. En els primers capÃtols es revisa l’estat de l’art sobre modelització matemà tica de materials aleatoris, cà lcul de propietats efectives i criteris de fallada transversal en materials compòsits. El primer pas en la metodologia proposada és la definició de la determinació del tamany mÃnim d’un Element de Volum Representatiu EstadÃstic (SRVE) . Aquesta determinació es du a terme analitzant el volum de fibra, les propietats elà stiques efectives, la condició de Hill, els estadÃstics de les components de tensió i defromació, la funció de densitat de probabilitat i les funcions estadÃstiques de distà ncia entre fibres de models d’elements de la microestructura, de diferent tamany. Un cop s’ha determinat aquest tamany mÃnim, es comparen un model periòdic i un model aleatori, per constatar la magnitud de les diferències que s’hi observen. Es defineix, també, una metodologia per a l’anà lisi estadÃstic de la distribució de la fibra en el compòsit, a partir d’imatges digitals de la secció transversal. Aquest anà lisi s’aplica a quatre materials diferents. Finalment, es proposa un mètode computacional de dues escales per a simular la fallada transversal de là mines unidireccionals, que permet obtenir funcions de densitat de probabilitat per a les variables mecà niques. Es descriuen algunes aplicacions i possibilitats d’aquest mètode i es comparen els resultats obtinguts de la simulació amb valors experimentals. This thesis proposes a methodology for the probabilistic simulation of the transverse failure of Carbon Fibre Reinforced Polymers (CFRP) by analyzing the random distribution of the fibres within the composite. First chapters are devoted to the State-of-the-art review on the modelization of random materials, the computation of effective properties and the transverse failure of fibre reinforced polymers. The first step in the proposed methodology is the definition of a Statistical Representative Volume Element (SRVE). This SRVE has to satisfy criteria based on the analysis of the volume fraction, the effective properties, the Hill Condition, the statistics of the stress and strain components, the probability density function of the stress and strain components and the inter-fibre distance statistical distributions. Once this SRVE has been achieved, a comparison between a periodic model and a random model is performed to quantitatively analyze the differences between the results they provide. Also a methodology for the statistical analysis of the distribution of the fibre within the composite from digital images of the transverse section. This analysis is performed for four different materials. Finally, a two-scale computational method for the transverse failure of unidirectional laminae is proposed. This method is able to provide probability density functions of the mechanical variables in the composite. Some applications and possibilities of the method are given and the simulation results are compared with experimental tests. |
|
application/pdf | |
846893089X | |
DL Gi.764-2005 http://www.tdx.cat/TDX-0523105-115514 http://hdl.handle.net/10803/7762 |
|
http://hdl.handle.net/10256/4749 | |
eng | |
Universitat de Girona | |
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, 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. | |
Microstructural analysis
Probabilistic methods Materials compòsits Composite materials Numerical methods Random materials Materials aleatoris Métodos numéricos Mètodes prababilÃstics Métodos probabilÃsticos Mètodes numèrics Materiales aleatorios Análisi microestructural Digital image analysis Tractament digital d’imatges Análisis microestructural Análisis de imagen digital 621 - Enginyeria mecà nica en general. Tecnologia nuclear. Electrotècnia. Maquinà ria |
|
Analysis and Simulation of Transverse Random Fracture of Long Fibre Reinforced Composites | |
info:eu-repo/semantics/doctoralThesis | |
DUGiDocs |