MODELO PARA COMPUESTOS REFORZADOS CON FIBRAS

B. LUCCIONI; S. OLLER

Congreso; Mecánica Computacional Vol. XXII - ENIEF; 2003

En este trabajo se presenta un modelo general para compuestos reforzados con fibras. El modelo se obtiene de una generalización de la teoría de mezclas clásicas teniendo en cuenta la participación en la deformación y tensión del compuesto de cada una de las componentes en las direcciones principales de las fibras. De esta forma se obtienen las ecuaciones constitutivas de láminas reforzadas por fibras unidireccionales a partir de las respectivas ecuaciones constitutivas de las fibras y de la matriz y de su disposición. Las ecuaciones del compuesto resultan de la combinación de láminas. Cada una de las componentes puede tener un modelo constitutivo elastoplástico anisótropo.La construcción del compuesto final a partir de la superposición de subcompuestos con fibras unidireccionales obliga a desarrollar un algoritmo para la obtención de las propiedades elásticas y la integración de las ecuaciones constitutivas. En el trabajo seincluyen los algoritmos numéricos necesarios para la implementación del modelodescripto en un programa de elementos finitos no lineal en 3D. El trabajo se completacon ejemplos de aplicación sencillos en 3D y la comparación de los resultados con resultados experimentales y obtenidos con otras teorías, que muestran la capacidaddel modelo propuesto. En particular, se ilustra la variación de las propiedades elásticas con la orientación de las fibras según distintas teorías y el efecto de las deformaciones permanentes de la matriz en el comportamiento del compuesto.