Implementace elasto-plastického modelu s degradací materiálových parametrů pro textilní kompozity do komerčního MKP softwaru

Kryštof KUNC

Master's thesis

Implementation of elasto-plastic model with degradation of material parameters for textile composites into commercial FEM computional system

Abstract:

Predkládaná diplomová práce se zabývá procesem vývoje elasto-plastického modelu tkaninových kompozitu a jeho implementace pro komercní konecnoprvkové softwary se zretelem na efektivní identifikaci materiálových parametru. Model je navržen s durazem na jeho maximální jednoduchost a univerzální použití. Byly simulovány tkaninové kompozity s aramidovou, uhlíkovou a skelnou výztuží, které jsou uvažovány jako homogenní a ortotropní média ve stavu rovinné napjatosti s uvažováním velkých deformací. Byly provedeny základní experimenty, podle nichž byl navržen materiálový model a který byl následne implementován do softwaru Simulia ABAQUS. Dále byl navržen automatický proces identifikace materiálových parametru, který je rízen softwarem optiSLang. Byla overena funkcnost modelu srovnáním numerických simulací tahových zkoušek a experimentu na základe identifikovaných parametru. Díky tomu bylo prikroceno k realizaci dalších rozširujících jednoduchých tahových, cyklických a nakonec i tlakových zkoušek. Za úcelem analýzy velkého množství dat z techto experimentu byla naprogramována aplikace ploTra v jazyce Python, sloužící k automatizaci analýz experimentu v procesu identifikace materiálových parametru.

Abstract:

This thesis deals with developing of elasto-plastic model for plain weave composite materials and its implementation to FEM computional system and with respect to identification material parameters. Model is proposed as simple as possible, respecting validated universal application. Tensile tests of composites with aramide, carbon and glass reinforcements were simulated. These materials are considered to be homogeneous, orthotropic media in the state of plane stress undergoing large deformations. Basic tensile tests were performed and proposed material model was implemented to Simulia ABAQUS software. An automatical identification process was designed and identification was performed using optiSLang optimization software. The numerical results were compared with experimental data and the model functionality was verified. By dint of this conclusion new expanding test were performed and analyzed, including pressure tests. A standalone application ploTra was programmed in Python for analysing huge amounts of experimental data and for automatization of the identification process.

Keywords

plátnová vazba, materiálový model, homogenizace, makro-model, cyklické tahové zkoušky, tlakové zkoušky, kalibrace parametru materiálu, metoda konecných prvku, automatizace, analýza experimentu

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 31. 7. 2013

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Tomáš Kroupa, Ph.D.

University of West Bohemia

Faculty of Applied Sciences

Master programme / field:
Applied Sciences and Computer Engineering / Mechanics