Thermomechanical modelling of a laminated composite material

Abstract

[ES] Los tanques hiperbáricos de carbono/epoxi se consideran una opción viable para almacenar hidrógeno como combustible, dada su alta resistencia mecánica respecto a su peso. Entender y predecir el efecto de eventos imprevistos como el fuego en las propiedades mecánicas residuales es esencial para explotar el combustible de hidrógeno a gran escala. Para determinar el comportamiento termomecánico de este material compuesto, una gran campaña experimental se llevó a cabo en el marco del proyecto European FireComp. El objetivo de este estudio es modelar el comportamiento termodinámico utilizando un software de elementos finitos y comparar estos resultados con los experimentos. Se considera un modelo de microplano, utilizando una descomposición volumétrica, desviadora y tangencial (VDT) para reproducir el daño en la matriz. La fricción interna se modela como un mecanismo de plasticidad.

[EN] Hyperbaric carbon/epoxy wound tanks are considered a reliable option for storing the hydrogen fuel, due to the high mechanical strength to weight ratio. Understand and predict the effect of unexpected events such as fire in the residual mechanical properties is essential in order to exploit hydrogen at large scale. In order to determine the thermomechanic behavior of this composite, a large experimental campaign was developed within the framework of the European FireComp project. The aim of this study is to model the thermomechanical behavior using FEM and compare it to the experiments. A microplane model is considered, making use of a volumetric, deviatoric and tangential decomposition (VDT) to reproduce the damage of the matrix. Internal friction is modelled as a plasticity mechanism.