MÔ HÌNH HÓA HƯ HỎNG THEO TIÊU CHUẨN HASHIN CỦA VẬT LIỆU TẤM HYBRID METAL/CFRP/METAL CHỊU TẢI UỐN 3 ĐIỂM TRONG MÔI TRƯỜNG PHẦN TỬ HỮU HẠN

Tóm tắt

Vật liệu tấm hybrid là vật liệu lai kết hợp giữa kim loại và composite gia cường sợi, điển hình là cấu trúc (GB/T700)/CFRP/(GB/T700), có tính chất cơ học vượt trội. Nghiên cứu này sử dụng phương pháp phân tích phần tử hữu hạn (FEA) trong phần mềm Abaqus để mô phỏng trạng thái uốn ba điểm của tấm hybrid. Một mô hình số chi tiết được xây dựng, trong đó lớp CFRP được áp dụng tiêu chí hư hỏng Hashin, còn thép sử dụng mô hình phá hủy dẻo. Phân tích xem xét tính phi tuyến vật liệu và sự tiến triển hư hỏng để mô phỏng chính xác hành vi uốn. Kết quả cho thấy tấm lai có độ bền uốn cao, với hư hỏng chủ yếu bắt đầu từ lớp CFRP do đứt sợi và nứt ma trận. Lớp thép chịu biến dạng dẻo, giúp tăng cường khả năng chống chịu của toàn bộ kết cấu. Mô phỏng cung cấp cái nhìn sâu sắc về phân bố ứng suất và cơ chế hư hỏng của tấm hybrid. Nghiên cứu khẳng định FEA là một công cụ hiệu quả dự đoán đặc tính cơ

Title

HASHIN-BASED DAMAGE MODELING OF METAL/CFRP/METAL HYBRID LAMINATES UNDER THREE-POINT BENDING LOAD IN A FINTE ELEMENT ENVIROMENT

Abstract

Hybrid laminate materials are composite structures combining metal and fiber-reinforced composites, typically in a (GB/T700)/CFRP/(GB/T700) configuration, offering superior mechanical properties. This study employs the finite element analysis (FEA) method using Abaqus software to simulate the three-point bending behavior of the hybrid laminate. A detailed numerical model is developed, where the CFRP layer is modeled using the Hashin damage criteria, and the steel layers adopt a ductile damage model. The analysis accounts for material nonlinearity and damage evolution to accurately capture the bending behavior. Results show that the hybrid laminate exhibits high flexural strength, with damage initiating primarily in the CFRP layer due to fiber breakage and matrix cracking. The steel layers undergo plastic deformation, contributing to the overall structural resistance. The simulation provides valuable insights into stress distribution and failure mechanisms of the hybrid laminate. The study confirms that FEA is an effective tool for predicting mechanical properties