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Simulating the effect of microstructural inhomogeneity in UD carbon-fibre-reinforced thermoplastics on the mechanical behaviour

Löbbecke, Miriam und Schuld, Alexander und Bartsch, Marion (2014) Simulating the effect of microstructural inhomogeneity in UD carbon-fibre-reinforced thermoplastics on the mechanical behaviour. In: NAFEMS Proceedings "Simulation of Composites - A Closed Process Chain?", Seiten 314-323. NAFEMS Deutschland, Österreich, Schweiz GmbH. NAFEMS-Seminar: Simulation of Composites - A Closed Process Chain?, 2014-10-28 - 2014-10-29, Leipzig, Deutschland. ISBN 978-1-874376-82-8.

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Kurzfassung

Calculation and modelling of structures made from continuous fibre-reinforced plastics (FRP) is usually based upon Classical Laminate Theory (CLT), in which inhomogeneous composite plies are considered as homogeneous material. For representing the elastic behaviour of FRPs the CLT-method is well suited. However, plastic deformation and damage behaviour particularly found in FRPs with thermoplastic matrix is affected by inhomogeneities. In this work a detailed analysis of the microstructure of a thermoplastic FRP with unidirectional carbon fibre reinforcement was conducted for generating parametric geometry models representative for different observed microstructures. For calculating the geometry models an algorithm has been developed, which allowed for modifying the fibre diameter distribution and the fibre volume fraction. In finite element simulations the effect of fibre arrangement on the mechanical response in terms of elastic, plastic, and damage behaviour has been investigated. The variation of fibre arrangements resulted in different localized plastic deformations and crack paths and also significant differences in the stress-strain curves. The outlined method of analysing and modelling different relevant microstructures of an FRP provides the basis for more realistic calculations of the mechanical behaviour of FRPs in multiscale models.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/91404/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Simulating the effect of microstructural inhomogeneity in UD carbon-fibre-reinforced thermoplastics on the mechanical behaviour
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Löbbecke, MiriamMiriam.Loebbecke (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-7838-6204NICHT SPEZIFIZIERT
Schuld, AlexanderDLR - Inst. WF - Abt. ENMNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bartsch, Marionmarion.bartsch (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:29 Oktober 2014
Erschienen in:NAFEMS Proceedings "Simulation of Composites - A Closed Process Chain?"
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Seitenbereich:Seiten 314-323
Verlag:NAFEMS Deutschland, Österreich, Schweiz GmbH
ISBN:978-1-874376-82-8
Status:veröffentlicht
Stichwörter:thermoplastic FRP, simulation, microstructure modelling, FEM
Veranstaltungstitel:NAFEMS-Seminar: Simulation of Composites - A Closed Process Chain?
Veranstaltungsort:Leipzig, Deutschland
Veranstaltungsart:nationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:28 Oktober 2014
Veranstaltungsende:29 Oktober 2014
Veranstalter :NAFEMS
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HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Flugzeuge
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L AR - Aircraft Research
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Strukturen und Werkstoffe (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Werkstoff-Forschung > Experimentelle und numerische Methoden
Hinterlegt von: Löbbecke, Miriam
Hinterlegt am:04 Nov 2014 14:38
Letzte Änderung:24 Apr 2024 19:57

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