NGHIÊN CỨU SỐ TRẠNG THÁI UỐN 4 ĐIỂM TẤM HYBRID (GB/T700)/CFRP/(GB/T700) SỬ DỤNG TIÊU CHÍ PHÁ HỦY HASHIN

Tóm tắt

Nghiên cứu này trình bày một phân tích số về ứng xử uốn bốn điểm của lớp vật liệu hybrid Thép/polyme cốt sợi carbon/Thép (GB/T700)/CFRP/GB/T700) bằng phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) trong Abaqus. Mục tiêu là đánh giá phản ứng cơ học và cơ chế phá hủy của kết cấu hybrid dưới tải trọng uốn, chỉ xét tiêu chí phá hủy Hashin. Các lớp composite được mô hình hóa bằng mô hình hư hỏng dị hướng, dựa trên sự khởi đầu phá hủy theo Hashin, sau đó là suy giảm độ cứng tiến triển. Các lớp thép được mô phỏng bằng mô hình đàn hồi-dẻo có xét đến hóa bền biến dạng. Phân tích cung cấp cái nhìn sâu sắc về phân bố ứng suất, khởi đầu phá hủy và tiến triển hư hỏng trong lớp tấm. Kết quả cho thấy hư hỏng do kéo và nén của sợi chiếm ưu thế trong các vùng có ứng suất cao, trong khi nứt ma trận xảy ra dưới tải trọng cắt và ngang. Đáp ứng tải-chuyển vị và cơ chế phá hủy cuối cùng được xem xét để hiểu rõ độ bền kết cấu và quá trình phát triển hư hỏng. Dự đoán số cho thấy FEM có hiệu quả trong việc mô phỏng hành vi phá hủy của vật liệu lai. Nghiên cứu này đóng vai trò là nền tảng cho các nghiên cứu tương lai nhằm tối ưu hóa thiết kế tấm lai

Title

NUMERICAL INVESTIGATION OF FOUR – POINT BENDING BEHAVIOR IN (GB/T700)/CFRP/(GB/T700) HYBRID LAMINATES USING HASHIN FAILURE CRITERIA

Abstract

This study presents a numerical investigation of the four-point bending behavior of hybrid steel/carbon fiber reinforced polymer/steel (GB/T700)/CFRP/(GB/T700) hybrid laminates using the finite element method (FEM) in Abaqus. The objective is to evaluate the mechanical response and failure mechanisms of the hybrid structure under bending loads, considering only Hashin failure criteria. The composite layers are modeled using an anisotropic damage model based on Hashin failure initiation, followed by progressive stiffness degradation. The steel layers are simulated with an elasto-plastic model incorporating strain hardening. The analysis provides insights into stress distribution, failure initiation, and progressive damage within the laminate. Results indicate that fiber tensile and compressive failure dominate in high-stress regions, while matrix cracking occurs under shear and transverse loading. The load-displacement response and ultimate failure mode are examined to understand structural integrity and failure evolution. Numerical predictions highlight the effectiveness of FEM in capturing failure behavior in hybrid laminates. This study serves as a basis for future research on optimizing hybrid laminate designs