Simulacija kompozitnih konstrukcija u uvjetima udarnog opterećenja

master's thesis

• Title (english): Simulation of composite structures in impact loading conditions
• Author: Helena Varenina
• Mentor: Darko Ivančević (mentor)
• Committee member: Damir Dović (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Darko Ivančević (član povjerenstva)
• Committee member: Stanko Škec (član povjerenstva)
• Committee member: Ivica Skozrit (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Mechanical Engineering and Naval Architecture; Zagreb
• Defense date and country: 2020-04-10, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Mechanical Engineering

Abstract

U ovom radu je izvršena simulacija različitih kompozitnih konstrukcija u uvjetima udarnog opterećenja.
U uvodnom dijelu rada se nalazi kratki povijesni pregled početka upotrebe kompozitnih materijala u automobilskoj industriji. Nadalje, istaknut je najveći nedostatak kompozitnih konstrukcija te je opisana hipoteza rada koja može doprinijeti savladavanju nedostatka na adekvatan način.
U drugom poglavlju rada su istaknute karakteristike kompozitnih materijala važne za opće razumijevanje rada, navedene su najvažnije prednosti i nedostatci spomenutih materijala u odnosu na konvencionalne konstrukcijske materijale, dan je povijesni pregled razvoja metoda za ispitivanje udarnih oštećenja kompozita, istaknuti su najčešći načini popuštanja te su spomenuti općeprihvaćeni kriteriji popuštanja.
U trećem poglavlju su opisani programski paketi, odnosno kriteriji popuštanja korišteni za procjenu oštećenja ispitivanih komponenti uslijed udarnih opterećenja, istaknute su značajne razlike među njima, a uspoređeni su korištenjem testa na jednom ljuskastom elementu.
Četvrto poglavlje rada donosi opis numeričkih modela te odabir adekvatnog materijalnog modela s obzirom na dostupne eksperimentalne rezultate.
Peto poglavlje rada je posvećeno interpretaciji, odnosno usporedbi rezultata za razne oblike konstrukcijskih komponenti kao i za razne vrste opterećenja istih.
U završnom poglavlju je iznesen kritički osvrt na provedenu analizu, dan je pregled primjene različitih materijalnih modela te zaključak o prikladnosti primjene istih ovisno o problemu koji se rješava.

Abstract (english)

In this thesis, a numerical simulation of the different composite structures in impact loading conditions has been carried out.
The introduction fragment presents a short historical preview of how the implementation of composite materials had started in the automotive industry. Further, the main disadvantage of composite structures has been highlighted. Lastly, the hypothesis that could adequately contribute to mastering the main disadvantage has been described.
In the second chapter, the characteristics of composite materials, essential for the understanding of the work, have been highlighted. Then, the significant advantages and disadvantages of the mentioned materials in comparison with conventional structural materials have been stated. Also, the historical review of the methods for the impact damage testing in composites has been given. Further, the most common failure modes have been highlighted. Lastly, generally accepted failure criteria have been mentioned.
In the third chapter, the used software, i.e. the failure criteria used for the impact loading damage prediction of the tested structures, have been described. Then, the main differences between them have been highlighted and compared using the one shell element test.
The fourth chapter includes the description of the numerical models and the choice of the most appropriate material model, considering available experimental results.
The fifth chapter has been devoted to the interpretation, i.e. the comparison of the results for different structural shapes and the associated loading conditions.
In the final section, a critical review of the analysis is presented. Then, an overview of the application of different material models has been provided. Lastly, a conclusion on the suitability of application of the evaluated material models based on the analysed problem has been given.

• Keywords: kompozitne konstrukcije; udarno opterećenje; kriteriji popuštanja; numeričko modeliranje; apsorber; tkani kompozit
• Keywords (english): composite structures; impact load; failure criteria; numerical modelling; absorber; woven composite
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:235:501003
• Study programme: Title: Mechanical Engineering; Study programme type: university; Study level: graduate; Academic / professional title: magistar/magistra inženjer/inženjerka strojarstva (magistar/magistra inženjer/inženjerka strojarstva)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Open access; Embargo expiration date: 2022-04-10
• Created on: 2020-04-03 15:07:12