Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

2 Wilk J.

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: VCCT

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Numerical modelling of fatigue delamination growth in laminates under mode i loading conditions using VCCT

Wilk J.

Prace Instytutu Lotnictwa

2016

Nr 4 (245)

227--238

The article presents a numerical method of modelling the fatigue growth of delaminations in laminates with the use of Virtual Crack Closure Technique. The principle of the method is an algorithm based on the user subroutines of finite element method software MSC MARC. It uses experimentally determined Paris' law to calculate the number of load cycles needed for specified length of delamination propagation. As a result, the relationship between delamination growth and number of fatigue cycles can be established. The 2D numerical model of a double cantilever beam made of carbon epoxy laminate was created and the calculations were conducted for two sets of input values. They corresponded to the specimens that were tested experimentally. This allowed for the comparison of the results and verification of the numerical method against experimental investigations.

W artykule przedstawiono numeryczną metodę modelowania zmęczeniowego wzrostu delaminacji w kompozytach warstwowych z wykorzystaniem metody Virtual Crack Closure Technique. Podstawą metody jest algorytm oparty na procedurach użytkownika dostępnych w oprogramowaniu do obliczeń metodą elementów skończonych MSC MARC. Wykorzystuje on wyznaczone eksperymentalnie prawo Parisa w celu obliczenia liczby cykli zmęczeniowych potrzebnych do wzrostu delaminacji o określoną długość. Pozwala to na wyznaczenie związku pomiędzy rozwojem delaminacji a liczbą cykli obciążenia zmęczeniowego. Stworzony został dwuwymiarowy model belki dwuwspornikowej wykonanej z laminatu węglowo-epoksydowego oraz przeprowadzone zostały obliczenia dla dwóch zestawów wielkości wejściowych. Odpowiadają one próbkom badanym eksperymentalnie. Pozwoliło to na porównanie wyników i weryfikację metody numerycznej względem badań eksperymentalnych.

Assessing the hazard of delamination propagation in composites using numerical analysis

Wilk J.

Composites Theory and Practice

2015

R. 15, nr 1

34--38

The paper presents a procedure based on numerical analyzes allowing a quick risk assessment of delamination propagation in composite structures during routine inspections. The principle of the procedure is the comparison of size and location of the defect found during maintenance checks with a set of data obtained from series of numerical analyzes in order to determine the potential for growth of the delamination. The decision then can be made regarding the inspected component - whether it can be still used or should be replaced. The data for comparison contains sets of delamination sizes corresponding to critical embedded delamination diameters derived from linear buckling analysis and nonlinear analysis of postbuckling behavior including delamination propagation. The paper shows an example of such a procedure for a structure made of carbon-epoxy laminate. A series of numerical models was created covering all the possible locations of delaminations throughout the laminate thickness. Linear buckling analysis and nonlinear analysis of postbuckling behavior were conducted using the MSC.MARC finite element commercial code. The analysis of delamination propagation is also included based on the Virtual Crack Closure Technique. The critical delamination diameters were determined for each delamination location and the bases for comparison were created.

Praca przedstawia schemat postępowania, wykorzystujący analizy numeryczne, który pozwala na szybką ocenę ryzyka propagacji delaminacji w elementach kompozytowych. Z powodu warstwowej struktury oraz różnych kierunków ułożenia zbrojenia laminaty wykazują niską odporność na pękanie międzywarstwowe i powstawanie delaminacji. Wewnętrzne rozwarstwienia, powstałe zwykle na skutek błędów w procesie produkcji lub niskoenergetycznego uderzenia, mogą propagować po lokalnym wyboczeniu, znacząco wpływając na nośność struktury. Procedura zaprezentowana w niniejszym artykule pokazuje proces tworzenia bazy porównawczej, która może być wykorzystywana podczas rutynowych kontroli stanu elementów kompozytowych. Pomaga ona w szybkiej ocenie zagrożenia rozwojem delaminacji i podjęciu decyzji odnośnie do dalszego postępowania z danym elementem. Podstawą opisanego narzędzia są analizy numeryczne metodą elementów skończonych, mające określić zależność stopnia zagrożenia rozwojem delaminacji od rozmiaru defektu oraz jego położenia w strukturze warstwowej. Zaproponowano trzy kryteria oceny ryzyka związane z trzema rodzajami przeprowadzanych analiz numerycznych i pozwalające otrzymać trzy zestawy krytycznych rozmiarów delaminacji. Osiągnięcie przez rozwarstwienie kolejnych wartości krytycznych powinno skutkować zmianą zaleceń eksploatacyjnych, np. zwiększeniem częstotliwości kontroli. W dalszej części pracy zawarto przykład zastosowania opracowanej procedury dla struktury kompozytowej. Przedmiotem analizy był fragment powłoki wykonanej z kompozytu węglowo-epoksydowego o orientacji warstw zbrojenia [0°/90°/0°/90°/0°/0°/45°/-45°/-45°/45°]S, zapewniającej układ symetryczny i zrównoważony, z centralnie zlokalizowaną delaminacją kołową. Rozważano 10 przypadków, obejmujących wszystkie możliwe położenia delaminacji między warstwami laminatu. Do zrealizowania analiz numerycznych metodą elementów skończonych wykorzystano oprogramowanie MSC.MARC. Przeprowadzono liniową analizę wyboczenia dla szeregu średnic delaminacji stopniowanych co 1 mm w celu wyznaczenia krytycznego rozmiaru rozwarstwienia, dla którego nastąpi lokalne wyboczenie przy określonym poziomie odkształceń ściskających. Kolejnym krokiem było przeprowadzenie nieliniowej analizy stanu po wyboczeniu w celu wyznaczenia krytycznej wielkości delaminacji, przy której nastąpi jej propagacja. Do określenia potencjału rozwoju delaminacji wykorzystano algorytm metody VCCT, dostępny w MSC.MARC. Ostatnim etapem było przeprowadzenie szeregu nieliniowych analiz propagacji delaminacji w celu wyznaczenia charakteru i wielkości rozwoju rozwarstwienia. Niewielki i stabilny rozwój delaminacji nie musi dyskwalifikować elementu kompozytowego pod warunkiem monitorowania jego stanu. Przeprowadzone analizy numeryczne pozwoliły na stworzenie trzech zestawów średnic krytycznych, które mogą stanowić bazę porównawczą przy rutynowych kontrolach struktury kompozytowej. Przy stwierdzeniu wady w postaci rozwarstwienia przekraczającego krytyczny rozmiar należy wprowadzić odpowiednie zmiany do zaleceń eksploatacyjnych. W przypadku delaminacji o średnicy grożącej niestabilną propagacją po wyboczeniu element kompozytowy powinien być wymieniony lub naprawiony przed dalszym użytkowaniem.