TỐI ƯU HÓA HƯỚNG SỢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SỐ NHẰM NÂNG CAO ĐỘ BỀN UỐN CỦA TẤM HYBRID KIM LOẠI/CFRP/KIM LOẠI

Tóm tắt

Trong nghiên cứu này, ảnh hưởng của định hướng sợi trong lớp CFRP đến khả năng chịu uốn bốn điểm của tấm vật liệu hybrid THÉP/CFRP/THÉP được khảo sát bằng phương pháp phần tử hữu hạn. Mô hình số được xây dựng trong phần mềm Abaqus, trong đó lớp CFRP được mô hình hóa theo cấu trúc tấm với các cấu hình định hướng sợi khác nhau bao gồm [0/0/0/0], [90/90/90/90], [45/45/45/45], [0/90/90/0]. Tiêu chuẩn phá hủy Hashin được áp dụng để mô phỏng sự hư hỏng tiến triển của vật liệu composite. Các thông số như lực cực đại, độ chuyển vị và cơ chế phá hủy được phân tích và so sánh giữa các cấu hình. Kết quả cho thấy định hướng sợi ảnh hưởng đáng kể đến khả năng chịu uốn của tấm hybrid, trong đó các cấu trúc tấm hybrid đa hướng như [0/90/90/0] thể hiện sự phân bố ứng suất đồng đều và khả năng hấp thụ năng lượng tốt hơn. Nghiên cứu góp phần cung cấp cơ sở thiết kế tối ưu cho các kết cấu vật liệu lai ứng dụng trong công nghiệp ô tô và hàng không

Title

NUMERICAL OPTIMIZATION OF FIBER ORIENTATION FOR IMPROVED FLEXURAL STRENGTH IN METAL/CFRP/METAL HYBRID LAMINATES

Abstract

This study presents a numerical investigation into the influence of fiber orientation in the CFRP core layer on the four-point bending performance of STEEL/CFRP/STEEL hybrid laminates. A finite element model was developed in Abaqus, in which the CFRP layer was represented as a laminated composite with various stacking sequences, including [0/0/0/0], [0/90/90/0], [45/45/45/45], [0/90/90/0]. The progressive failure behavior of the composite was simulated using the Hashin damage criterion. Key mechanical responses such as peak load, mid-span deflection, and failure modes were analyzed and compared across different fiber orientations. The results reveal that fiber orientation has a significant impact on the flexural behavior of the hybrid laminate. Among the investigated configurations, multidirectional layups such as [0/90/90/0] exhibited improved stress distribution and superior energy absorption capacity. These findings provide valuable insights for the optimal design of metal–composite hybrid structures in automotive and aerospace applications