Modelo de microplano clíndrico para compuestos poliméricos reforzados con fibras
Aquesta tesi de màster se centra en l’optimització d’un model cilíndric microplà per simular el comportament mecànic dels materials compostos reforçats amb fibres. Aquest estudi es realitza utilitzant la subrutina VUMAT, codificada externament en Fortran, i integrant-la a Abaqus/Explicit per permetr...
| Author: | |
|---|---|
| Format: | Master's thesis |
| Publication date: | 2025 |
| Country: | España |
| Institution: | Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) |
| Repository: | UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC |
| Language: | Spanish |
| OAI Identifier: | oai:upcommons.upc.edu:2117/430340 |
| Online Access: | https://hdl.handle.net/2117/430340 |
| Access Level: | Open access |
| Keyword: | Reinforced plastics Fibrous composites Polymeric composites Plàstics reforçats Compostos fibrosos Compostos polimèrics Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials |
| _version_ | 1878731374546911232 |
|---|---|
| author | Debray, Lucas |
| author_browse | Debray, Lucas |
| author_facet | Debray, Lucas |
| author_role | author |
| collection | UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC |
| description | Aquesta tesi de màster se centra en l’optimització d’un model cilíndric microplà per simular el comportament mecànic dels materials compostos reforçats amb fibres. Aquest estudi es realitza utilitzant la subrutina VUMAT, codificada externament en Fortran, i integrant-la a Abaqus/Explicit per permetre simulacions explícites del comportament del material sota diferents condicions de càrrega. La investigació comença amb una fase inicial de validació, en la qual es realitzen assajos de tracció, compressió i cisallament en materials compostos unidireccionals de carboni/epoxi (AS4/3501-6). Els resultats es comparen amb dades experimentals de la literatura, obtenint un error mitjà aproximat del 6,15% en tracció longitudinal i del 2,20% en compressió transversal, la qual cosa demostra la precisió del model en la representació del comportament elàstic. Posteriorment, es simula un assaj de flexió en tres punts amb diferents mides de mostres de carboni/epoxi AS4/3501-6 amb disposició multidireccional, amb l’objectiu d’avaluar la capacitat del model per predir la fractura i el comportament post-pic en laminats compostos, així com la influència de la mida de la mostra. Els resultats evidencien certes limitacions en la predicció de la resposta posterior a la fractura, fet que requereix una nova calibració dels paràmetres clau, com la resistència al cisallament, i la redefinició d’una malla més adequada. |
| eu_rights_str_mv | openAccess |
| format | masterThesis |
| id | ES_2e5228895b45e03dd3d944be4e2d43d3 |
| institution | Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) |
| instname_str | Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) |
| language | spa |
| network_acronym_str | ES |
| network_name_str | España |
| oai_identifier_str | oai:upcommons.upc.edu:2117/430340 |
| publishDate | 2025 |
| publishDateSort | 2025 |
| publisher | Universitat Politècnica de Catalunya |
| publisherStr | Universitat Politècnica de Catalunya |
| reponame_str | UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC |
| spelling | Modelo de microplano clíndrico para compuestos poliméricos reforzados con fibras Debray, Lucas Reinforced plastics Fibrous composites Polymeric composites Plàstics reforçats Compostos fibrosos Compostos polimèrics Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials Aquesta tesi de màster se centra en l’optimització d’un model cilíndric microplà per simular el comportament mecànic dels materials compostos reforçats amb fibres. Aquest estudi es realitza utilitzant la subrutina VUMAT, codificada externament en Fortran, i integrant-la a Abaqus/Explicit per permetre simulacions explícites del comportament del material sota diferents condicions de càrrega. La investigació comença amb una fase inicial de validació, en la qual es realitzen assajos de tracció, compressió i cisallament en materials compostos unidireccionals de carboni/epoxi (AS4/3501-6). Els resultats es comparen amb dades experimentals de la literatura, obtenint un error mitjà aproximat del 6,15% en tracció longitudinal i del 2,20% en compressió transversal, la qual cosa demostra la precisió del model en la representació del comportament elàstic. Posteriorment, es simula un assaj de flexió en tres punts amb diferents mides de mostres de carboni/epoxi AS4/3501-6 amb disposició multidireccional, amb l’objectiu d’avaluar la capacitat del model per predir la fractura i el comportament post-pic en laminats compostos, així com la influència de la mida de la mostra. Els resultats evidencien certes limitacions en la predicció de la resposta posterior a la fractura, fet que requereix una nova calibració dels paràmetres clau, com la resistència al cisallament, i la redefinició d’una malla més adequada. Esta tesis de master se centra en la optimización de un modelo cilíndrico microplano para simular el comportamiento mecánico de materiales compuestos reforzados con fibras. Este estudio se hace utilizando la subrutina VUMAT, codificada externamente en Fotran, integrándola en Abaqus/explicit para permitir simulaciones explicitas del comportamiento del materiales bajo diferentes condiciones de carga. La investigación empieza con una fase inicial de validación, en la que se realiza ensayos de tracción, compresión y cizalladura en materiales compuestos unidireccionales de carbono/epoxi (AS4/3501-6). Los resultados se comparan con experimentales datos de la literatura con un error medio aproximado del 6,15% para la tracción longitudinal y del 2,20% para la compresión transversal, los que demuestra la precisión del modelo en el comportamiento elástico. Posteriormente, se simula un ensayo de flexión en tres puntos con diferentes tamaño de muestras de AS4/3501-6 carbono/epoxi con disposición multidireccional con el objetivo de evaluar el modelo en predecir la fractura y el comportamiento después del pico en laminados compuestos y evaluar la influencia del tamaño de la muestra . Los resultados muestran limitaciones en la predicción en la respuesta posterior a la fractura, necesitando calibrar de nuevo los parámetros clave como la resistencia al cizallamiento y redefinir una malla más adecuada. This master thesis focuses on the optimisation of a cylindrical microplane model to simulate the mechanical behavior of fiber-reinforced composite materials. This study is done using the VUMAT subroutine, externally coded in Fotran, integrating it in Abaqus/explicit to allow explicit simulations of the behavior of the materials under different loading conditions. The research begins with an initial validation phase, in which tensile, compression and shear tests are performed on unidirectional carbon/epoxy composites (AS4/3501-6). The results are compared with experimental data from the literature with an average error of approximately 6.15% for longitudinal tension and 2.20% for transverse compression, which demonstrates the accuracy of the model in the elastic behavior Subsequently, a three-point bending test with different specimen sizes of AS4/3501-6 carbon/epoxy with multidirectional arrangement is simulated in order to evaluate the model in predicting fracture and post-peak behavior in composite laminates and to assess the influence of specimen size. The results show limitations in the prediction of post-fracture response, necessitating re-calibration of key parameters such as shear strength and redefining a more suitable mesh. Incoming Universitat Politècnica de Catalunya https://hdl.handle.net/2117/430340 |
| spellingShingle | Modelo de microplano clíndrico para compuestos poliméricos reforzados con fibras Debray, Lucas Reinforced plastics Fibrous composites Polymeric composites Plàstics reforçats Compostos fibrosos Compostos polimèrics Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials |
| title | Modelo de microplano clíndrico para compuestos poliméricos reforzados con fibras |
| title_full | Modelo de microplano clíndrico para compuestos poliméricos reforzados con fibras |
| title_fullStr | Modelo de microplano clíndrico para compuestos poliméricos reforzados con fibras |
| title_full_unstemmed | Modelo de microplano clíndrico para compuestos poliméricos reforzados con fibras |
| title_short | Modelo de microplano clíndrico para compuestos poliméricos reforzados con fibras |
| title_sort | Modelo de microplano clíndrico para compuestos poliméricos reforzados con fibras |
| topic | Reinforced plastics Fibrous composites Polymeric composites Plàstics reforçats Compostos fibrosos Compostos polimèrics Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials |
| topic_facet | Reinforced plastics Fibrous composites Polymeric composites Plàstics reforçats Compostos fibrosos Compostos polimèrics Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials |
| url | https://hdl.handle.net/2117/430340 |