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자료유형
학술저널
저자정보
Fathollah Taheri-Behrooz (Iran University of Science and Technology) Emad Pourahmadi (Iran University of Science and Technology)
저널정보
국제구조공학회 Structural Engineering and Mechanics, An Int'l Journal Structural Engineering and Mechanics, An Int'l Journal Vol.72 No.6
발행연도
2019.1
수록면
713 - 722 (10page)

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Micromechanics is a technique for the analysis of composites or heterogeneous materials which focuses on the components of the intended structure. Each one of the components can exhibit isotropic behavior, but the microstructure characteristics of the heterogeneous material result in the anisotropic behavior of the structure. In this research, the general mechanical properties of a 3D anisotropic and heterogeneous Representative Volume Element (RVE), have been determined by applying periodic boundary conditions (PBCs), using the Asymptotic Homogenization Theory (AHT) and strain energy. In order to use the homogenization theory and apply the periodic boundary conditions, the ABAQUS scripting interface (ASI) has been used along with the Python programming language. The results have been compared with those of the Homogeneous Boundary Conditions method, which leads to an overestimation of the effective mechanical properties. According to the results, applying homogenous boundary conditions results in a 33% and 13% increase in the shear moduli G23 and G12, respectively. In polymeric composites, the fibers have linear and brittle behavior, while the resin exhibits a non-linear behavior. Therefore, the nonlinear effects of resin on the mechanical properties of the composite material is studied using a user-defined subroutine in Fortran (USDFLD). The non-linear shear stress-strain behavior of unidirectional composite laminates has been obtained. Results indicate that at arbitrary constant stress as 80 MPa in-plane shear modulus, G12, experienced a 47%, 41% and 31% reduction at the fiber volume fraction of 30%, 50% and 70%, compared to the linear assumption. The results of this study are in good agreement with the analytical and experimental results available in the literature
#Periodic boundary conditions #Asymptotic homogenization theory #Three dimensional RVE #Mechanical properties #Python scripting #Non linear resin behavior #USDFLD subroutine

목차

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Jacob Aboudi / 1990 / Micromechanical prediction of initial and subsequent yield surfaces of metal matrix composites / International Journal of Plasticity 6(4):471~484 Crossref Aboudi, J. / 2013 / Mechanics of Composite Materials: A Unified Micromechanical Approach / Elsevier google schola Donald F. Adams / 1984 / Finite element micromechanical analysis of a unidirectional composite including longitudinal shear loading / Computers & Structures 18(6):1153~1165 Crossref Isa Ahmadi / 2017 / Micromechanical failure analysis of composite materials subjected to biaxial and off-axis loading / Structural Engineering and Mechanics, An Int＇l Journal 62(1):43~54 dbpia Aliabadi, M. H. / 2015 / Woven Composites / Imperial College Press google schola

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