Modelado del fallo por delaminación bajo cargas de compresión en laminados CFRP mediante elementos finitos cohesivos

Abstract

[ES] El objetivo del proyecto es modelar el fallo por delaminación en polímeros reforzados con fibra de carbono (CFRP) cuando se encuentran sometidos a cargas de compresión. Para ello, se hace uso del software de elementos finitos Abaqus, cuyos resultados se comparan con ensayos experimentales realizados mediante una máquina electromecánica con probetas de CFRP previamente fabricadas. La herramienta que permite modelar la delaminación de forma computacional son los elementos cohesivos, que presentan la ventaja de no requerir la presencia de una grieta inicial. No obstante, estos elementos necesitan una serie de parámetros cuya influencia es importante conocer, por lo que conviene realizar un estudio paramétrico previo. Para dicho estudio, se simulará un ensayo DCB que permita evaluar la influencia de cada parámetro.

[EN] The main goal of this project is to model the behaviour prior to delamination failure in carbon fibre reinforced polymers (CFRP) when they are subjected to compressive loads. To this end, experimental tests are carried out using an electromechanical machine with previously manufactured CFRP specimens and, with the help of the finite element software named Abaqus, an attempt is made to model their behaviour by comparing it with the results of previous experimental tests. The tool for modelling delamination computationally is cohesive elements, which have the advantage of not requiring the presence of an initial crack. However, they are characterised by a series of parameters whose influence is important to know, and it is therefore advisable to carry out a prior parametric study. For this study, a Double Cantilever Beam (DCB) test will be simulated in order to find out the influence of each parameter. This type of test is the most common to evaluate interlaminar fracture or mode I delamination in composite laminates.

[CA] El principal objectiu d’aquest projecte ´es modelar el comportament previ a la fallada per delaminaci´o en pol´ımers refor¸cats amb fibra de carboni (CFRP) quan aquests es troben sotmesos a c`arregues de compressi´o. Per a aix`o, es realitzen assajos experimentals mitjan¸cant una m`aquina electromec`anica amb provetes de CFRP pr`eviament fabricades i, amb ajuda del programa d’elements finits Abaqus, s’intenta modelar el seu comportament comparant-ho amb els resultats dels assajos experimentals previs. L’eina que permet modelar la delaminaci´o de manera computacional s´on els elements cohesius, els quals presenten l’avantatge de no requerir la pres`encia d’un clavill inicial. No obstant aix`o, es troben caracteritzats per una s`erie de par`ametres la influ`encia dels quals ´es important con´eixer, amb la qual cosa conv´e realitzar un estudi param`etric previ. Per a aquest estudi, se simular`a un assaig tipus Double Cantilever Beam (DCB) que permeta con´eixer la influ`encia de cada par`ametre. Aquest tipus d’assajos ´es el m´es com´u per a avaluar la fractura interlaminar o delaminaci´o en mode I en laminatges compostos.