Formulación de discontinuidades fuertes en la fractura de materiales compuestos conformados por fibras orientadas en una dirección

D. LINERO, J. OLIVER, A.E. HUESPE, M.D.G. PULIDO

Granada, España

Congreso; Congreso de Métodos Numéricos en Ingeniería 2005; 2005

Sociedades de métodos numéricos española (SEMNI) y portuguesa (APMTAC)

En este trabajo se describe un modelo numérico capaz de simular el fallo estructural de un material compuesto utilizando una formulación de discontinuidades fuertes [1]. El compuesto estudiado está formado por un grupo de fibras paralelas con comportamiento unidimensional embebidas en una matriz bidimensional. Cada componente tiene su propia discontinuidad en el campo de los desplazamientos y una ley constitutiva particular, manteniéndose, sin embargo, una compatibilidad especial entre sus deformaciones acotadas. El efecto del deslizamiento fibra-matriz generado por la formación de fisuras en la matriz, se describe mediante una deformación dependiente del salto del desplazamiento en la matriz y agregada a la deformación de la fibra [2]. En la implementación del modelo se utilizaron elementos finitos triangulares lineales con discontinuidades embebidas y enriquecimiento elemental, donde cada punto de integración representa un porcentaje de matriz y otro de fibra, de acuerdo con su participación en el volumen del material compuesto. Con la formulación propuesta se modelan varios ensayos de tracción y de flexión con materiales compuestos y se compara la respuesta estructural y la distribución de las fisuras con los resultados experimentales