Resumen

La complejidad de la microestructura dificulta la predicción de la resistencia y el análisis de fallos de los materiales compuestos trenzados en 3D. Se propone un nuevo modelo geométrico de celdas unitarias, tomado como elemento de volumen representativo (RVE), para describir la configuración de los hilos de los materiales compuestos trenzados en 3D producidos por el método de cuatro pasos 1 × 1. A continuación, basándose en las condiciones de contorno periódicas, se ha presentado un modelo micromecánico basado en el RVE mediante el método de elementos finitos no lineales para predecir el daño progresivo y la resistencia de los composites trenzados en 3D sometidos a cargas de tracción. El modelo numérico puede simular el efecto de la acumulación de daños en la curva tensión-deformación por tracción combinando los criterios de fallo propuestos y el modelo de degradación de la rigidez. En el modelo se considera la no linealidad longitudinal del hilo trenzado. Para verificar el modelo, se seleccionaron dos especímenes con ángulos de trenzado típicos para realizar las simulaciones. Las curvas de tensión-deformación predichas por el modelo se compararon favorablemente con los datos experimentales, demostrando la aplicabilidad del modelo micromecánico de elementos finitos. Se analizó en detalle el efecto del parámetro de cizallamiento no lineal en la curva de tensión-deformación. Los resultados indican que los comportamientos mecánicos de tracción de los materiales compuestos trenzados en 3D se ven afectados tanto por la no linealidad del cizallamiento del hilo como por la acumulación de daños.

• Materias:Corrosión del acero Aceites y grasas Polimeros Acero Acero inoxidable Descarga eléctrica microfluidos
• Subjects:Corrosion of steel Oils and fats Polymers Steel Stainless steel Electric shock microfluids
• Palabras claves:Compuesto trenzado, curva de deformación, tensión de tracción, acumulación de daños, modelo de elementos finitos, no linealidad de cizalladura del hilo, resistencia de 3d, nueva celda unitaria, modelo micromecánico basado, ángulo típico de trenzado
• Keywords:braided composite, strain curve, tensile stress, damage accumulation, finite elements model, yarn shear nonlinearity, strength of 3d, new unit cell, based micromechanical model, typical braiding angle