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Determination of stresses, strains and failure types in multidirectional laminates under pure bending

Petersen, Enno und Kappel, Erik und Koord, Josef und Völkerink, Oliver und Hühne, Christian (2020) Determination of stresses, strains and failure types in multidirectional laminates under pure bending. Journal of Composite Materials, 002199832093230. Sage Publications. doi: 10.1177/0021998320932301. ISSN 0021-9983.

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Offizielle URL: http://dx.doi.org/10.1177/0021998320932301

Kurzfassung

Curved structures made of fibre-reinforced plastics tend to show an out-of-plane failure type, when loaded under bending. One method to determine the related tensile strength in thickness direction, is the standardised unfolding test related to ASTM D6415 with L-profile specimens. However, the standard shall be used for unidirectional materials only, which is not the case for multidirectional laminates. Therefore, this publication presents methods to determine the layer-wise stress and strain state as well as occurring failure types of multidirectional laminates. An extension of the Lekhnitski formulae is presented and its results are validated by comparison with high resolution strain measurements by Digital Image Correlation. Based on the analytical solution, a failure analysis using Cuntze’s Failure Mode Concept is conducted. It was revealed, that the failure load and position can be predicted accurately, if a failure type related strength –in-plane or out-of-plane failure– is used. In the presence of 45°-layers higher deviations occur between test and prediction and therefore limits the validity of the presented analytical failure analysis.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/135353/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Determination of stresses, strains and failure types in multidirectional laminates under pure bending
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Petersen, EnnoEnno.Petersen (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1488-5618NICHT SPEZIFIZIERT
Kappel, ErikErik.Kappel (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-8760-8451NICHT SPEZIFIZIERT
Koord, JosefJosef.Koord (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2749-1546NICHT SPEZIFIZIERT
Völkerink, Oliveroliver.voelkerink (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9589-1963NICHT SPEZIFIZIERT
Hühne, ChristianChristian.Huehne (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2218-1223NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Juni 2020
Erschienen in:Journal of Composite Materials
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1177/0021998320932301
Seitenbereich:002199832093230
Verlag:Sage Publications
ISSN:0021-9983
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Out-of-plane strength, delamination, mechanical testing, non-destructive testing, layered structures
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Flugzeuge
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L AR - Aircraft Research
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Strukturen und Werkstoffe (alt), L - Simulation und Validierung (alt)
Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik > Funktionsleichtbau
Hinterlegt von: Völkerink, Dr. Oliver
Hinterlegt am:22 Jun 2020 10:45
Letzte Änderung:30 Okt 2023 13:47

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