Numerical modeling of composite laminate plate

The paper deals with numerical modeling of delamination of laminate plate consists of unidirectional fiber reinforced layers. The methodology adopts the first-order shear laminate plate theory and fracture and contact mechanics. There are described sublaminate modeling and delamination modeling by the help of finite element analysis. With the interface modeling there is calculated the energy release rate along the lamination front. Analytical expressions for total energy release rate and its mode components are given in terms of interface variables and plate stress resultant discontinuities. Numerical results are given for mixed mode delamination problems by implementing the method in a 2D finite analysis, which utilizes shear deformable plate elements and interface elements. Numerical example is done by the commercial ANSYS code.

Artykuł dotyczy numerycznego modelowania rozwarstwienia płyty laminowanej składającej się z warstw zbrojonych jednokierunkowo włóknami. W metodologii przyjęto teorię płyty laminowanejna ścinanie pierwszego rzędu oraz mechanikę pękania i kontaktu. Opisano modelowanie sublaminatowe i modelowanie delaminacji za pomocą analizy elementów skończonych. Przy modelowaniu interfejsu obliczono szybkość uwalniania energii wzdłuż czoła laminatu. Wyrażenia analityczne dla całkowitej szybkości uwalniania energii i jej składników modalnych podano w odniesieniu do zmiennych interfejsowych i wynikających z nich nieciągłości naprężeń płyt. Wyniki liczbowe podano dla problemów delaminacji w trybie mieszanym poprzez zastosowanie metody w dwuwymiarowej skończonej analizie, która wykorzystuje odkształcalne na ścinanie elementy płytowe i elementy interfejsu. Przykład numeryczny obliczono z wykorzystaniem programu ANSYS.