A computationally efficient coupled multi-scale model for short fiber reinforced composites

纤维 有限元法 航程(航空) 体积分数 代表性基本卷 计算机科学 比例(比率) 基质(化学分析) 材料科学 计算科学 结构工程 复合材料 工程类 物理 程序设计语言 量子力学
作者
Brian A. Castricum,Martin Fagerström,Magnus Ekh,Fredrik Larsson,Mohsen Mirkhalaf
出处
期刊:Composites Part A-applied Science and Manufacturing [Elsevier BV]
卷期号:163: 107233-107233 被引量:9
标识
DOI:10.1016/j.compositesa.2022.107233
摘要

A coupled multi-scale (macro–micro) model is developed to predict non-linear elasto-plastic behavior of short fiber reinforced composites. At the microscopic level, a recently proposed micro-mechanical model, developed based on a two-step orientation averaging approach, is used. A wide range of micro-structural parameters, including matrix and fiber constitutive parameters, fiber volume fraction and fiber aspect ratio, can be accommodated in the model. Different interactions including Voigt, Reuss and a self-consistent assumption are considered in the model. This micro-mechanical model is then incorporated in a Finite Element model of the macro-scale problem, enabling coupled macro–micro simulations of real-life structures/specimens. Numerical examples and comparisons with experimental data, taken from literature, show that the model gives good predictions. Besides, several strategies and techniques are employed to improve the computational efficiency of the model. These techniques include replacing originally utilized trapezoidal integration (for fiber orientations and calculation of the Eshelby tensor) with more efficient integration schemes, and using a more efficient method for data storage. Comparisons of the computational efforts shows that these improvements substantially decreased the computational cost of the model.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
666666666666发布了新的文献求助10
1秒前
3秒前
优美的可乐完成签到,获得积分10
3秒前
666发布了新的文献求助30
4秒前
丨丨丨完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
文献互助完成签到,获得积分10
7秒前
vc应助细心醉柳采纳,获得10
9秒前
丸子发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
10秒前
天天快乐应助哈利波特采纳,获得10
10秒前
11秒前
乐观小蕊完成签到 ,获得积分10
12秒前
12秒前
啦啦啦发布了新的文献求助10
13秒前
Anima发布了新的文献求助10
14秒前
allen完成签到,获得积分10
15秒前
酷波er应助Cloud9采纳,获得10
15秒前
风中画板发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
17秒前
17秒前
旺旺猫尼发布了新的文献求助10
17秒前
科研通AI6.3应助大海123采纳,获得10
18秒前
小熊噗噗完成签到,获得积分20
18秒前
18秒前
沟通亿心发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
19秒前
小熊噗噗发布了新的文献求助10
20秒前
桐桐应助CAROLALALA采纳,获得50
21秒前
爱喝饮料的刺猬完成签到,获得积分10
21秒前
rossliyi发布了新的文献求助10
21秒前
22秒前
分子遗传小菜鸟完成签到,获得积分10
22秒前
柿柿如意完成签到,获得积分10
23秒前
lx发布了新的文献求助10
23秒前
赘婿应助顺利若山采纳,获得10
25秒前
25秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
晶种分解过程与铝酸钠溶液混合强度关系的探讨 8888
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
The Sage Handbook of Digital Labour 600
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6416831
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8235933
关于积分的说明 17493857
捐赠科研通 5469671
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2889606
邀请新用户注册赠送积分活动 1866601
关于科研通互助平台的介绍 1703748