Een fysica gebaseerde rekenefficiënte meerschalige model voor de voorspelling van schademechanismen in samengestelde laminaten onder multiaxiale vermoeiingsbelastingen beoordelen van de effecten van thermische restspanningen en fabricagefouten

Vezelversterkte kunststoffen of composieten worden reeds heel lang toegepast als primaire belasting-dragende structuren in verschillende vermoeiingsgevoelige toepassingen. De typische laagsgewijze opbouw van de verschillende lagen met unidirectionele versterkingsvezels leidt tot complexe schadepatronen onder vermoeiingsbelasting, die momenteel via grote experimentele meetcampagnes worden gekarakteriseerd. Om de time-to-market te reduceren, zijn betere modellen nodig die de vermoeiingsschade accuraat kunnen voorspellen, en dit met aanvaardbare computationele kost. De schademechanismen door vermoeiing spelen zich af van de microschaal (5-20 μm) tot de structurele schaal (tot 100 m voor windturbinebladen). In dit project worden nieuwe rekenefficiënte multi-schaal modellen ontwikkeld voor het fysisch correct modelleren van de indivuele schademechanismen en de homogenisatie van de effecten van deze schade op macro-schaal. Daartoe zullen analytische uitdrukkingen in gesloten vorm ontwikkeld worden op micro- en meso-schaal, en vervolgens geimplementeerd in eindige-elementen voor de structurele schaal. Vermoeiingsexperimenten met microscopische waarneming zullen gebruikt worden voor validering van de modellen. De modellen zullen steunen op variationele formuleringen en een beperkte set van fysisch correcte materiaalparameters. De analytische basis van deze modellen zal garant staan voor een heel snelle en accurate beoordeling van het vermoeiingsgedrag van composiet constructies.