Multi-scale modeling of the anisotropic, nonlinear damage behavior of carbon fiber reinforced plastics
碳纤维增强塑料各向异性、非线性损伤行为的多尺度建模
基本信息
- 批准号:423783552
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:德国
- 项目类别:Research Grants
- 财政年份:2019
- 资助国家:德国
- 起止时间:2018-12-31 至 2022-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
In recent years, the demand for structural components made from carbon fiber reinforced plastics (CFRP) has severely risen in several branches of industry. There are two important categories of reinforcements: the unidirectional ones, where all fibers are aligned parallel, and the textile ones, in which the reinforcing fibers are woven. The latter are advantageous because the mechanical properties can be optimized in several directions. On the other hand, compared to their unidirectional counterparts, textile composites introduce additional geometric complexities, which cause significant local stress and strain concentrations, being primary drivers of nonlinearity, damage, and failure within textile composites.In order to account for these effects in the design of laminated structures, whose layers are composed of CFRP with textile reinforcement, a hierarchical multi-scale approach is applied in the current project. At first, a micromechanical model will be developed for the tows, in which the fibers and the matrix are modeled separately. Next, a mesomechanical model on the textile scale is formulated which inludes the effects of the micro-scale in a homogenized manner and which accounts for geometrical effects due to the curvature of the tows. Finally, a macromechanical model is set up, which is suitable for application to real structures and structural components.The main goal of this project is the development of a material model, which allows predicting the damage evolution within single layers. For this, a continuum description of progressive damage is used. This model shall consider the anisotropy of the entire composite, the plasticity of the matrix material, and the interaction between damage components in different directions. Moreover, delamination, which is the interfacial unbonding of layers, is to be considered since it constitutes one of the major failure mechanisms in laminated structures. Both, the intralaminar as well as the interlaminar (delamination) damage progression will be reflected by using the unified model to be developed.
近年来,对由碳纤维增强塑料(CFRP)制成的结构部件的需求在几个工业分支中急剧上升。有两种重要的增强材料:单向增强材料,其中所有纤维平行排列,以及纺织增强材料,其中增强纤维是编织的。后者是有利的,因为可以在几个方向上优化机械性能。另一方面,与单向复合材料相比,纺织复合材料引入了额外的几何复杂性,导致了显著的局部应力和应变集中,是纺织复合材料非线性、损伤和失效的主要驱动因素。为了在层合结构设计中考虑这些影响,其层由CFRP和纺织增强材料组成,本项目采用了多层次多尺度方法。首先,将开发一个细观力学模型的丝束,其中的纤维和基体分别建模。接下来,介观力学模型上的纺织品规模制定inludes在一个均匀的方式和帐户的几何效应,由于丝束的曲率的微观尺度的影响。最后,建立了一个适用于真实的结构和构件的宏观力学模型。本项目的主要目标是建立一个材料模型,该模型可以预测单层内的损伤演化。为此,使用连续描述的渐进损伤。该模型应考虑整个复合材料的各向异性、基体材料的塑性以及不同方向上损伤组分之间的相互作用。此外,分层,这是层的界面未结合,是要考虑的,因为它构成了层合结构中的主要失效机制之一。这两个,层内以及层间(脱层)的损伤进展将反映通过使用统一的模型来开发。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Professor Dr.-Ing. Jaan-Willem Simon其他文献
Professor Dr.-Ing. Jaan-Willem Simon的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Professor Dr.-Ing. Jaan-Willem Simon', 18)}}的其他基金
Multiscale modeling of the anisotropic elastic-plastic behavior of paper
纸张各向异性弹塑性行为的多尺度建模
- 批准号:
457025480 - 财政年份:
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
Modeling the anisotropic material response of paper accounting for damage progression coupled to plasticity
对纸张的各向异性材料响应进行建模,考虑与塑性耦合的损伤进展
- 批准号:
466117814 - 财政年份:
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
相似国自然基金
基于热量传递的传统固态发酵过程缩小(Scale-down)机理及调控
- 批准号:22108101
- 批准年份:2021
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
基于Multi-Scale模型的轴流血泵瞬变流及空化机理研究
- 批准号:31600794
- 批准年份:2016
- 资助金额:22.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
基于异构医学影像数据的深度挖掘技术及中枢神经系统重大疾病的精准预测
- 批准号:61672236
- 批准年份:2016
- 资助金额:64.0 万元
- 项目类别:面上项目
城镇居民亚健康状态的评价方法学及健康管理模式研究
- 批准号:81172775
- 批准年份:2011
- 资助金额:14.0 万元
- 项目类别:面上项目
嵌段共聚物多级自组装的多尺度模拟
- 批准号:20974040
- 批准年份:2009
- 资助金额:33.0 万元
- 项目类别:面上项目
宇宙暗成分物理研究
- 批准号:10675062
- 批准年份:2006
- 资助金额:26.0 万元
- 项目类别:面上项目
针对Scale-Free网络的紧凑路由研究
- 批准号:60673168
- 批准年份:2006
- 资助金额:25.0 万元
- 项目类别:面上项目
语义Web的无尺度网络模型及高性能语义搜索算法研究
- 批准号:60503018
- 批准年份:2005
- 资助金额:23.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
超声防垢阻垢机理的动态力学分析
- 批准号:10574086
- 批准年份:2005
- 资助金额:35.0 万元
- 项目类别:面上项目
探讨复杂动力网络的同步能力和鲁棒性
- 批准号:60304017
- 批准年份:2003
- 资助金额:23.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
CAREER: Evolutionary Games in Dynamic and Networked Environments for Modeling and Controlling Large-Scale Multi-agent Systems
职业:动态和网络环境中的进化博弈,用于建模和控制大规模多智能体系统
- 批准号:
2239410 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Continuing Grant
Fluency from Flesh to Filament: Collation, Representation, and Analysis of Multi-Scale Neuroimaging data to Characterize and Diagnose Alzheimer's Disease
从肉体到细丝的流畅性:多尺度神经影像数据的整理、表示和分析,以表征和诊断阿尔茨海默病
- 批准号:
10462257 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
A scalable cloud-based framework for multi-modal mapping across single neuron omics, morphology and electrophysiology
一个可扩展的基于云的框架,用于跨单个神经元组学、形态学和电生理学的多模式映射
- 批准号:
10725550 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Impact of Autonomic Dysfunction on Multi-Organ Dysfunction following Severe TBI: The AUTO-BOOST Study
严重 TBI 后自主神经功能障碍对多器官功能障碍的影响:AUTO-BOOST 研究
- 批准号:
10607731 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Characterizing chemical threat agent exposures using a lung-on-a-chip platform and multi-omic analysis of common pathophysiological mechanisms
使用芯片肺平台和常见病理生理机制的多组学分析来表征化学威胁剂暴露
- 批准号:
10708553 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
An Engineered Hydrogel Platform to Improve Neural Organoid Reproducibility for a Multi-Organoid Disease Model of 22q11.2 Deletion Syndrome
一种工程水凝胶平台,可提高 22q11.2 缺失综合征多器官疾病模型的神经类器官再现性
- 批准号:
10679749 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
AI models of multi-omic data integration for ming longevity core signaling pathways
长寿核心信号通路多组学数据整合的人工智能模型
- 批准号:
10745189 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Establishment of a multi-center biobank of patient-specific induced pluripotent stem cells for pediatric sepsis research
建立用于儿童脓毒症研究的患者特异性诱导多能干细胞多中心生物库
- 批准号:
10649014 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Ssimusango: Multi-level intervention for intersectional stigma reduction to improve HIV outcomes for transgender women
西穆桑戈:多层次干预减少交叉耻辱,以改善跨性别女性的艾滋病毒结果
- 批准号:
10755926 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Leveraging multi-omics to maximize the scientific value of pediatric sepsis biorepository and advance patient endotyping
利用多组学最大限度地发挥儿科脓毒症生物样本库的科学价值并推进患者内分型
- 批准号:
10731811 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别: