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Communication Dans Un Congrès Année : 2022

Scalar nonlinear continuum damage models for ceramic matrix composites with significant in plane ply anisotropy

Modèles continus d'endommagement à variables scalaires non linéaires pour les composites à matrice céramique avec une anisotropie significative

Résumé

Continuous fiber reinforced ceramic matrix composites (CMCs) are increasingly being employed in safety critical applications and the need the need for damage models to support the design, certification and sustainment has increased. In this work, we propose a simple but robust formulation for a 2D continuum damage model derived via a thermodynamics-based approach called openDM. Specifically, we consider a model with two scalar damage parameters that account for damage as a result of matrix cracking in the ply in both the fiber and transverse directions. The applicability of this model is considered for both a balanced 2D woven based SiC fiber reinforced composite and a 2D unidirectional ply based SiC fiber reinforced composite with predominately SiC matrices. While the response of the 2D woven composite was captured well with the two parameter model, the more anisotropic unidirectional ply based CMC was more difficult to capture unless a hybrid [0,90] ply was assumed in the model.
Les composites à matrice céramique (CMC) renforcés par des fibres continues sont de plus en plus utilisés dans des applications critiques en matière de sécurité et le besoin de modèles d'endommagement pour soutenir la conception, la certification et le maintien en service a augmenté. Dans ce travail, nous proposons une formulation simple mais robuste pour un modèle d'endommagement continu 2D dérivé d'une approche thermodynamique. Plus précisément, nous considérons un modèle avec deux paramètres d'endommagement scalaires qui tiennent compte de l'endommagement résultant de la fissuration de la matrice dans le pli, à la fois dans la direction des fibres et dans la direction transversale. L'applicabilité de ce modèle est considérée à la fois pour un composite 2D tissé équilibré renforcé par des fibres de SiC et un composite 2D unidirectionnel renforcé par des fibres de SiC avec une matrice prédominante de SiC. Alors que la réponse du composite tissé 2D a été bien capturée avec le modèle à deux paramètres, la réponse du CMC à base de plis unidirectionnels plus anisotropes a été plus difficile à capturer, à moins de supposer un pli hybride 0-90.
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Dates et versions

hal-03842795 , version 1 (07-11-2022)

Licence

Identifiants

  • HAL Id : hal-03842795 , version 1

Citer

Craig Przybyla, Antoine Débarre, Jean-François Maire, Emmanuel Baranger, Frédéric Laurin. Scalar nonlinear continuum damage models for ceramic matrix composites with significant in plane ply anisotropy. ECCM20, Jun 2022, Lausanne, Switzerland. ⟨hal-03842795⟩
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