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Validation of a simplified analysis for the simulation of delamination of CFRP composite laminated materials under pure mode I

Authors :
Eric Paroissien
Frédéric Lachaud
Laurent Michel
Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE)
Ecole nationale supérieure des Mines d'Albi-Carmaux - IMT Mines Albi (FRANCE)
Institut National des Sciences Appliquées de Toulouse - INSA (FRANCE)
Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace - ISAE-SUPAERO (FRANCE)
Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE)
Institut Clément Ader (ICA)
Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace (ISAE-SUPAERO)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT École nationale supérieure des Mines d'Albi-Carmaux (IMT Mines Albi)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)
Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-IMT École nationale supérieure des Mines d'Albi-Carmaux (IMT Mines Albi)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace (ISAE-SUPAERO)
Source :
Composite Structures, Composite Structures, 2020, 237, pp.1-19. ⟨10.1016/j.compstruct.2020.111897⟩, Composite Structures, Elsevier, 2020, 237, pp.1-19. ⟨10.1016/j.compstruct.2020.111897⟩
Publication Year :
2020
Publisher :
Elsevier, 2020.

Abstract

International audience; The cohesive zone modelling (CZM) is extensively used for the simulation of delamination propagation of composite laminated materials. The Finite Element (FE) method is able to support the CZM. Nevertheless, a refined mesh in the cohesive zone is required to describe accurately the energy dissipation. A 1D-beam simplified analysis based on the macro-element (ME) technique has been developed for the stress analysis of bonded joints, supporting damage evolution adhesive material law. The objective of this paper is to provide a validation of the ability of this macro-element technique for the simulation of delamination propagation in pure mode I of composite laminates. This validation is led through a comparative study between experimental test results, 3D FE model predictions and 1D-beam ME predictions. The experimental test campaign allows in particular for the assessment of the interlaminar strength and critical energy release rate in pure mode I. The thermoset unidirectional (UD) prepreg composite material IMA/M21E is used for this paper.

Details

Language :
English
ISSN :
02638223
Database :
OpenAIRE
Journal :
Composite Structures
Accession number :
edsair.doi.dedup.....42a1c49a51b037dc6669934f3563cc5e
Full Text :
https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2020.111897⟩