Experimental and numerical multi-scale approach for Sheet-Molding-Compound composites fatigue prediction based on fiber-matrix interface cyclic damage

Autor: M. A. Laribi, Houssem Ayari, Sahbi Tamboura, Mohammadali Shirinbayan, Habib Sidhom, Abbas Tcharkhtchi, Joseph Fitoussi, Hachmi Bendaly
Přispěvatelé: Université de Sousse, Laboratoire Procédés et Ingénierie en Mécanique et Matériaux (PIMM), Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Arts et Métiers Sciences et Technologies, HESAM Université (HESAM)-HESAM Université (HESAM), Institut Clément Ader (ICA), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-IMT École nationale supérieure des Mines d'Albi-Carmaux (IMT Mines Albi), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace (ISAE-SUPAERO), Ecole Supérieure des Sciences et Techniques [Tunis] (ESSTT), Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Arts et Métiers Sciences et Technologies, HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM), Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace (ISAE-SUPAERO)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT École nationale supérieure des Mines d'Albi-Carmaux (IMT Mines Albi), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: International Journal of Fatigue
International Journal of Fatigue, Elsevier, 2020, 135, pp.1-10. ⟨10.1016/j.ijfatigue.2020.105526⟩
International Journal of Fatigue, 2020, 135, pp.1-10. ⟨10.1016/j.ijfatigue.2020.105526⟩
ISSN: 0142-1123
DOI: 10.1016/j.ijfatigue.2020.105526⟩
Popis: International audience; In this paper, a multi-scale approach is proposed to predict the stiffness reduction of a Sheet-Molding-Compound (SMC) composite submitted to low cycle fatigue (until 2.105 cycles). Strain-controlled tensile fatigue tests (R = 0.1) are carried out at various strain ranges. Damage is investigated at both macroscopic and microscopic scales through the evolutions of Young's modulus and SEM observations, after interrupted fatigue tests at different lifetime periods. The results show that the fatigue degradation of the composite is mainly controlled by fiber-matrix interface debonding. A quantitative analysis allows determining the threshold and kinetics of the fiber-matrix interface damage during cyclic loading as a function of the orientation of fibers. Moreover, a fiber-matrix interface damage criterion, taking into account the local cyclic normal and shear stresses at the interface, is introduced in the Mori and Tanaka approach in order to predict the loss of stiffness. The parameters of this local criterion are identified by reverse engineering on the basis of the experimental results described above. Finally, the predicted loss of stiffness is very consistent with the experimental results
Databáze: OpenAIRE
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