Delamination growth analysis of composite panels

Abstract

The present paper deals with the numerical simulation of delamination in composite panels. Within our model interface layers are positioned at layer boundaries where damage is expected. The material model considering inelastic strains is written in terms of the Green- Lagrangian strains and work-conjugated 2ndPiola Kirchhoff stress tensor. The delamination criterion of Hashin is reformulated as a yield criterion with softening. The critical energy release rate controls the delamination process. Refined hexahedral elements are used to discretize laminated structures. To avoid mesh dependent solutions a special regularization technique is applied. Additional viscous strain rates are superposed onto the rate independent model. Parameter studies show the influence of the different constitutive and numerical quantities. Furthermore we investigate the influence of delamination on the stability of composite plates.

Ce papier concerne la simulation numérique du délaminage des panneaux composites. Dans notre modèle les interfaces sont positionnées à priori là ou l'endommagement est attendu. Le modèle est formulé en déformations de Green Lagrange et contraintes de Piola Kirchoff de seconde espèce. Le modèle de délamination d'Hashin est reformulé comme un critère de plasticité avec adoucissement. Le taux de restitution critique d'énergie contrôle le processus de délamination. Des hexahedres sophistiqués sont utilisés pour discrétiser les structures délaminées. Une technique spéciale de régularisatioon est appliquée pour éviter la dépendance au maillage. Pour ce faire on ajoute une contrainte visqueuse. Une analyse paramétrique permet de comprendre l'influence des paramêtres du modèle. Enfin on étudie l'infleunce de la délamination sur le flambage des plaques composites.

Keywords:

• Composite laminates
• delamination
• viscoplasticity
• finite elements

Mots clés:

• délamination
• viscoplasticité
• éléments finis
• composites stratifiés