elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Phase-field modeling of fracture in viscoelastic–viscoplastic thermoset nanocomposites under cyclic and monolithic loading

Arash, Behrouz und Zakavati, Shadab und Bahtiri, Betim und Jux, Maximilian und Rolfes, Raimund (2024) Phase-field modeling of fracture in viscoelastic–viscoplastic thermoset nanocomposites under cyclic and monolithic loading. Engineering with Computers, Seiten 1-21. Springer Nature. doi: 10.1007/s00366-024-02041-8. ISSN 0177-0667.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
4MB

Offizielle URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s00366-024-02041-8

Kurzfassung

In this study, a finite deformation phase-field formulation is developed to investigate the effect of hygrothermal conditions on the viscoelastic–viscoplastic fracture behavior of epoxy nanocomposites under cyclic and monolithic loading. The formulation incorporates a definition of the Helmholtz free energy, which considers the effect of nanoparticles, moisture content, and temperature. The free energy is additively decomposed into a deviatoric equilibrium, a deviatoric non-equilibrium, and a volumetric contribution. The proposed derivation offers a realistic modeling of damage and viscoplasticity mechanisms in the nanocomposites by coupling the phase-field damage model and a viscoelastic–viscoplastic model. Numerical simulations are conducted to study the cyclic force–displacement response of both dry and saturated boehmite nanoparticle (BNP)/epoxy samples, considering BNP contents and temperature. Comparing numerical results with experimental data shows good agreement at various BNP contents. In addition, the predictive capability of the phase-field model is evaluated through simulations of notched nanocomposite plates subjected to monolithic tensile and shear loading.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/205788/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Phase-field modeling of fracture in viscoelastic–viscoplastic thermoset nanocomposites under cyclic and monolithic loading
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Arash, BehrouzUni OsloNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zakavati, ShadabUni OsloNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bahtiri, BetimUni Hannover, ISDNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jux, MaximilianMaximilian.Jux (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0175-2875NICHT SPEZIFIZIERT
Rolfes, RaimundUniversität Hannover, Inst. für Statik und DynamikNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:8 August 2024
Erschienen in:Engineering with Computers
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1007/s00366-024-02041-8
Seitenbereich:Seiten 1-21
Verlag:Springer Nature
ISSN:0177-0667
Status:veröffentlicht
Stichwörter:finite deformation phase-field, viscoelastic–viscoplastic fracture behavior, epoxy nanocomposites, boehmite nanoparticle,moisture content, temperature
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Photovoltaik und Windenergie
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SW - Solar- und Windenergie
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Windenergie
Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Systemleichtbau > Multifunktionswerkstoffe
Hinterlegt von: Jux, Maximilian
Hinterlegt am:02 Sep 2024 07:52
Letzte Änderung:06 Sep 2024 13:20

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.