Estudio de la propagación de fallo en probetas del ensayo ILTS mediante modelos MEF 3D e interfase frágil

Abstract

El objetivo de este proyecto es la implementación de modelos numéricos en el programa de elementos finitos Abaqus que caractericen el ensayo ILTS. La inconsistencia en los resultados del ensayo ILTS ha motivado este trabajo. En primer lugar, se realiza un estudio de la rigidez de la probeta. La discrepancia entre la rigidez que se observa en las simulaciones numéricas y los ensayos experimentales se ha atribuido al defecto de fabricación conocido como waving. Por ello, se estudia el efecto que tienen las herramientas numéricas de Abaqus en la rigidez, para en trabajo futuro modelar correctamente este efecto. En segundo lugar, la dispersión en los resultados de la carga a la que se produce el fallo se ha atribuido recientemente a un novedoso mecanismo de fallo de unfolding inducido. En este trabajo se modela este mecanismo haciendo uso de la interfase LEBIM (Linear Elastic Brittle Interface Model) desarrollada por el por el Grupo de Elasticidad y Resistencia de Materiales de la Universidad de Sevilla. Además, se hace uso del criterio de fallo de Hashin incluido en Abaqus, y de un algoritmo de control desarrollado por Martinez Pañeda para solventar los problemas de convergencias causados por el fenómeno de snapback.

The main aim of this work is to get numerical models based on the Finite Element Method in order to simulate the Inter-Laminar Tensile Strength test in the software Abaqus. Some inconsistencies in the ILTS results have motivated this investigation. On the one hand, a stifness study is performed. The discrepancy between numerical and experimental stifness has been accepted to be caused due to a manufacturing flaw, in other words, the so-called waving effect. Therefore, the available numerical tools of Abaqus are studied. This will enable a future work to correctly model this effect. On the other hand, the scattering of the failure load has been accepted to be caused by a novel failure mechanism. It is known as the induced unfolding. This mechanism is modelled using the LEBIM (Linear Elastic Brittle Interface Model) interface. It was developed by the Group of Elasticity and Strength of Materials of the Universidad de Sevilla. Additionally, the Hahin’s failure criterion is used to model the intralaminar failure and a new algorithm developed by Martinez Pañeda is used to overcome the convergence problems due to the snapback phenomenom.