Identification of RVE length scale in fiber composites via combined optical and SEM digital image correlation

代表性基本卷 材料科学 复合材料 数字图像相关 微尺度化学 均质化(气候) 复合数 微观力学 光学显微镜 纤维 扫描电子显微镜 微观结构 数学 生物 生物多样性 数学教育 生态学
作者
Behrad Koohbor,Christopher B. Montgomery,Nancy R. Sottos
出处
期刊:Composites Science and Technology [Elsevier BV]
卷期号:227: 109613-109613 被引量:6
标识
DOI:10.1016/j.compscitech.2022.109613
摘要

The representative volume element (RVE) in fiber composites refers to the smallest volume of material that contains all constituents of the composite, i.e., fiber and matrix, and is a domain in which the homogenization of microscale response will lead to the macroscale behavior. Therefore, the RVE size in fiber composites is the length scale at which micro to macroscale transition occurs. In this work, a multiscale experimental approach is developed to experimentally characterize the length scale of RVE in a carbon fiber composite with a random fiber distribution. The approach is based on combining optical and scanning electron microscope (SEM) digital image correlation (DIC) measurements. A statistical procedure based on spatial averaging of local strain data is applied to the strain fields obtained from optical and SEM DIC measurements. The convergence between local strains averaged over a carefully selected domain and global strains is used as the criterion for identifying the RVE size in the examined composite. The RVE sizes determined using this approach are stress dependent and increase with the evolution of internal damage in the composite.
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