Numerical identification of material parameters for microbuckling analysis of fiber reinforced polymer matrix composites

This research focuses on studying the effect of material parameters upon the compressive response of a unidirectional fiber reinforced polymer matrix composite. To investigate this effect, the finite element method and a periodic unit cell model of unidirectional composite with an initial fiber waviness and inelastic behavior of the matrix were used. The sensitivity of the compressive strength to the hydrostatic pressure, the flow rule and the fiber misalignment angle were presented. The model was verified against an analytical solution and experimental data. The results of this study indicate that a micromechanical model with correctly identified material parameters provides a useful alternative to theoretical models and experimentation.

---

W pracy badano wpływ parametrów materiałowych na wytrzymałość na wzdłużne ściskanie kompozytu jednokierunkowo wzmocnionego. W tym celu wykorzystano metodę elementów skończonych oraz komórkę elementarną kompozytu z początkową imperfekcją włókien i plastyczną matrycą. Analizowano zmianę krzywej ściskania kompozytu w wyniku zmiany tarcia wewnętrznego matrycy, prawa plastycznego płynięcia matrycy oraz początkowej imperfekcji włókien. W celu identyfikacji wymienionych parametrów materiałowych wykorzystano badania doświadczalne oraz istniejące modele analityczne. Wyniki badań pokazują, że model numeryczny jest skuteczną alternatywą w analizie mikro-wyboczenia kompozytów polimerowych wzmocnionych ciągłym włóknem.