Finite Element Modeling of Composite Materials using Kinematic Constraints - Uribe David; Jensen Jens; Barschke Merlin; Ruiz Oscar E; Lp̤ez Carlos; Universidad EAFIT
El props̤ito de este artc̕ulo es presentar simulaciones del comportamiento de materiales compuestos basadas en restricciones cinemt̀icas entre las propias fibras y entre las fibras y la resina circundante. En la revisin̤ de la literatura, los autores han encontrado que las restricciones cinemt̀icas no se han aprovechado completamente para modelar materiales compuestos, probablemente debido a su alto gasto computacional. El props̤ito de este artc̕ulo es mostrar la implementacin̤ y los resultados de dicho modelo, utilizando un Anl̀isis de Elementos Finitos de las restricciones geomťricas prescritas a los nodos de resina y fibra. Las descripciones analt̕icas cerradas sobre el comportamiento de los materiales compuestos en capas son muy raras. Muchos enfoques para describir el material compuesto en capas se basan en la teora̕ de funciones [fr̤mula] y [fr̤mula], como la teora̕ cls̀ica de capas (CLT). Estas teora̕s de funciones contienen fuertes simplificaciones del material, en particular para materiales compuestos tejidos. Sidhu y Averill desarrollaron una aproximacin̤ hb̕rida para modelar materiales compuestos con elementos finitos (FEA) y Li y Sherwood la adaptaron para materiales compuestos tejidos con polipropileno de vidrio. El presente artc̕ulo presenta un mťodo para obtener valores de las propiedades de los materiales compuestos. Estos valores se utilizan para simular las fibras tejidas reforzadas mediante la aplicacin̤ de elementos estratificados en el software ANSYS. Nuestro modelo requiere menos simplificaciones en comparacin̤ con las teora̕s [fr̤mula] y [fr̤mula]. En el presente artc̕ulo, a diferencia del modelo Li y Sherwood, el modelo de tejido se simula geomťricamente. Una representacin̤ de lm̕ites (B-Rep "Mano" modelo) con gňero 1 (con geometra̕ compleja) se utiliz ̤para aplicar restricciones geomťricas a las capas resina, fibra, etc., demostrando ser apropiado para simular estructuras complejas. En el futuro, se deben considerar las propiedades no lineales de los materiales, as ̕como realizar el trabajo experimental requerido.