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Stochastic modelling of continuous glass-fibre reinforced plastics - considering material uncertainty in microscale simulations

Vinot, Mathieu und Liebold, Christian und Usta, Tolga und Holzapfel, Martin und Toso, Nathalie und Voggenreiter, Heinz (2022) Stochastic modelling of continuous glass-fibre reinforced plastics - considering material uncertainty in microscale simulations. Journal of Composite Materials. Sage Publications. doi: 10.1177/00219983221139790. ISSN 0021-9983.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
2MB

Offizielle URL: https://journals.sagepub.com/doi/10.1177/00219983221139790

Kurzfassung

This paper presents a probabilistic micromechanics-based approach to simulate the influence of scatter sources in composite materials as an alternative to deterministic approaches. Focus is given to the effect of microscopic and macroscopic voids, material inhomogeneity induced by manufacturing processes and stochastic fibre patterns on the mechanical properties of continuous glass-fibre reinforced polymer components. Various periodic unit cells of neat resin and embedded fibre clusters are generated with random distributions of the abovementioned scatter sources. Subsequently, the models are mechanically loaded under transverse tension as an exemplary case and the resulting responses are correlated with the stochastic inputs. Larger pore sizes and high porosity strongly reduce the strength of the neat resin and the transverse strength of unidirectional composites. However, the strength of the fibre/resin interface is predicted to have the highest influence on the mechanical properties. The present approach is suggested as a computational efficient but reliable alternative to geometrical representations of imperfection in composite materials.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/187760/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Stochastic modelling of continuous glass-fibre reinforced plastics - considering material uncertainty in microscale simulations
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Vinot, MathieuMathieu.Vinot (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3394-5142NICHT SPEZIFIZIERT
Liebold, Christianchristian.liebold (at) dynamore.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Usta, Tolgatolga.usta (at) dynamore.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Holzapfel, MartinMartin.Holzapfel (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Toso, NathalieNathalie.Toso (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2803-1450NICHT SPEZIFIZIERT
Voggenreiter, HeinzHeinz.Voggenreiter (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:21 November 2022
Erschienen in:Journal of Composite Materials
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1177/00219983221139790
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Spearing, MarkSouthampton UniversityNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Sage Publications
ISSN:0021-9983
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Composite materials, Probabilistic, Microscopic simulation, Material characterisation
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HGF - Programm:Verkehr
HGF - Programmthema:Schienenverkehr
DLR - Schwerpunkt:Verkehr
DLR - Forschungsgebiet:V SC Schienenverkehr
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):V - ProCo - Propulsion and Coupling
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie > Strukturelle Integrität
Hinterlegt von: Vinot, Mathieu
Hinterlegt am:01 Dez 2022 09:47
Letzte Änderung:06 Feb 2024 09:03

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