Raziskovalci laboratorija za numerično modeliranje in simulacijo v mehaniki (LNMS) so razvili nov konstitutivni model za obravnavanje kompozitov ojačenih z vlakni. Model omogoča opis nelinearnega, anizotropnega ter natezno-tlačno asimetričnega materialnega odziva. Model je objavljen v reviji International Journal of Engineering Science (IF=7.155).

Model izhaja iz Ramberg-Osgood-ove relacije, ki je preko energijskega potenciala generalizirana v večosno anizotropno obliko. Nato je vpeljana še odvisnost od troosnosti napetostnega stanja, s katero je implementiran asimetričen materialen odziv. Ta model zajema vse ključne lastnosti za popis elastičnih lastnosti vlaknenih kompozitov. Novost pri tem modelu je način implementacije asimetričnega odziva, ki omogoča visoko stopnjo fleksibilnosti in odpira številne možnosti pri razvoju sorodnih modelov.

Materialni odziv modela definirajo štiri tenzorji četrtega reda, ki jih lahko neodvisno določimo v štirih kalibracijskih korakih. Prednost tega modela je enostaven postopek kalibracije, kjer zadostujejo že klasični enoosni natezni ter enoosni tlačni testi. Model so implementirali v programsko okolje ABAQUS/Explicit za obravnavo po metodi končnih elementov. Za verifikacijo modela so uporabili dva seta eksperimentalnih podatkov, kjer je pokazano, da model iz enoosnih testov odlično napove materialni odziv tudi v drugih napetostnih stanjih.

Slika 1: Postopek postavitve, kalibracije ter verifikacije modela.

Povezava do članka: https://doi.org/10.1016/j.ijengsci.2023.103829.