Simulación por el método de elementos finitos y validación del proceso de delaminación de materiales compuestos avanzados con refuerzo 3D

Abstract

Los materiales compuestos están reemplazando a materiales clásicos como el acero o el hierro debido a sus mejores propiedades. Sin embargo, enfrentan retos en ciertos esfuerzos, especialmente fuera del plano, por lo que la industria ha propuesto el stitching como refuerzo tridimensional. En la industria aeronáutica, el proceso de delaminación es un caso de estudio común, ocurriendo durante impactos o cargas flexionantes. Para analizarlo, se usará el método de elementos finitos con el software Abaqus en materiales delaminados con y sin stitching en modo 1 de apertura. Se empleará la configuración "Double cantilever beam" (DCB) en ensayos de apertura con una o dos grietas, validando los resultados con experimentos de laboratorio. Finalmente, se compararán los resultados obtenidos en el laboratorio y mediante simulación.

Composite materials are replacing classical materials such as steel or iron due to their improved properties. However, they face challenges in certain stresses, especially out-of-plane, so industry has proposed stitching as a three-dimensional reinforcement. In the aircraft industry, the delamination process is a common case study, occurring during impact or bending loads. To analyse it, the finite element method will be used with the Abaqus software on delaminated materials with and without stitching in mode 1 opening. The "Double cantilever beam" (DCB) configuration will be used in opening tests with one or two cracks, validating the results with laboratory experiments. Finally, the results obtained in the laboratory and by simulation will be compared.