Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/14051
Title: Parametric FE modeling of the compressive behavior of elliptically delaminated composite plates
Other Titles: Παραμετρική μοντελοποίηση μέσω Π.Σ. της θλιπτικής συμπεριφοράς πλακών από σύνθετα υλικά με ελλειπτικές διαστρωματικές αποκολλήσεις
Authors: Πριόβολος, Άγγελος
Keywords: Delamination
Residual compressive strength
Delamination propagation
Keywords (translated): Διαστρωματική αποκόλληση
Εναπομένουσα θλιπτική αντοχή
Διάδοση διαστρωματικής αποκόλλησης
Abstract: Delaminations pose a potential threat towards the mechanical behavior of composites. Specifically, the presence of delaminations seems to have the most adverse effect on the compressional behavior of composites. Under the right conditions, such as load, delamination size, position and orientation, delamination growth may set in, which can have a catastrophic effect on the residual compressive strength of the affected structural part. The purpose of the present diploma thesis, is the development of parametric finite element (FE) models through python scripting for Abaqus, aimed at studying the compressive behavior of flat composite plates, with elliptical delaminations. Comparison with experiments for two separate delamination cases was carried out, regarding the residual compressive strength, aiming to validate the models. The delamination of the first case was “shallow” (positioned between the first and second ply of the plate), while the delamination of the second case was “deep” (positioned at the midplane of the plate). The error of FEA prediction with respect to the average experimental strength was 9.1 % and 21.71 % for the first and second case, respectively. The relatively significant error for the second case, probably stems mainly from significant deviation between the experimental data. Last, a prediction of pristine strength was made, though there were no experimental data, to compare to. For both delamination cases, there was negligible compressive strength reduction-0.064 % for the “shallow” and 4.35 % for the “deep” cases, respectively.
Abstract (translated): Οι διαστρωματικές αποκολλήσεις συνιστούν μία δυνητική απειλή έναντι της μηχανικής συμπεριφοράς των σύνθετων υλικών. Ειδικότερα, η ύπαρξη διαστρωματικών αποκολλήσεων φαίνεται να έχει την δυσμενέστερη επίδραση στη θλιπτική συμπεριφορά των σύνθετων υλικών. Υπό τις κατάλληλες συνθήκες, όπως φορτίο, μέγεθος, θέση και προσανατολισμός διαστρωματικής αποκόλλησης, δύναται να ξεκινήσει διάδοση της αποκόλλησης, η οποία μπορεί να έχει καταστροφικό αποτέλεσμα ως προς την εναπομένουσα θλιπτική αντοχή του πληγέντος δομικού κομματιού. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας, είναι η ανάπτυξη παραμετρικών μοντέλων πεπερασμένων στοιχείων (ΠΣ) μέσω κώδικα σε python για το Abaqus, με στόχο τη μελέτη της θλιπτικής συμπεριφοράς επίπεδων πλακών από σύνθετα υλικά, με ελλειπτικές διαστρωματικές αποκολλήσεις. Έγινε σύγκριση με πειράματα για δύο ξεχωριστές περιπτώσεις διαστρωματικών αποκολλήσεων, αναφορικά με την εναπομένουσα θλιπτική αντοχή, με σκοπό την επικύρωση των μοντέλων. Η αποκόλληση της πρώτης περίπτωσης ήταν «ρηχή» (τοποθετημένη μεταξύ πρώτης και δεύτερης στρώσης της πλάκας), ενώ η αποκόλληση της δεύτερης περίπτωσης ήταν «βαθιά» (τοποθετημένη στο μέσο επίπεδο της πλάκας). Το σφάλμα μεταξύ της πρόβλεψης ΠΣ και της μέσης πειραματικής αντοχής ήταν 9.1 % και 21.71 % για την πρώτη και δεύτερη περίπτωση, αντίστοιχα. Το σχετικά σημαντικό σφάλμα για τη δεύτερη περίπτωση, μάλλον πηγάζει κυρίως από τη σημαντική απόκλιση μεταξύ των πειραματικών δεδομένων. Τέλος, έγινε πρόβλεψη της αντοχής χωρίς βλάβη, ωστόσο δεν υπήρχαν πειραματικά δεδομένα για σύγκριση. Και για τις δύο περιπτώσεις αποκόλλησης, η μείωση της θλιπτικής αντοχής ήταν αμελητέα-0.064 % για τη «ρηχή» και 4.35 % για τη «βαθιά» περίπτωση αντίστοιχα
Appears in Collections:Τμήμα Μηχανολόγων και Αεροναυπηγών Μηχανικ. (ΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
DT_M_PRIOVOLOS_AGGELOS_246620.pdf3.2 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.