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MECHANICS OF COMPOSITES

DIFFERENT PROBLEMS AND APPLICATION
overview

Statement:

introduction

Geometry

MICRO
((constituents))

MACRO
((laminate))

MESO (ply)
MESO (ply)

What is distribution of stress?
What is the maximum value for stress?
What is the maximum value for stress?
Material
Constitutive behavior
[σ]

[ε]

How the structure
will be deformed?

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matrix

Strength
Given: dimension of  structure
Given:
dimension of structure
Find: what is maximum force?
or inverse
Gi
Given: forces
f
Find:  what are dimensions?

Determine the constitutive behavior and strength properties to
calculate the structure response

fiber
d=3‐200 m ‐6

Basic components
Basic components

Material properties, voids,
distribution
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MECHANICS OF COMPOSITES

MICROMECHANICS

h=0,1mm
Heterogeneous
Heterogeneous
continuum

Homogeneous, anisotropic
Homogeneous
anisotropic
continuum

Elastic and strength
properties of ply

Constitutive behavior

Ply theory

COMPOSITE LAMINATE
THEORY

MECHANICS OF COMPOSITES
objectives

course content
course content

You will learn HOW TO:
1 Reminding of continuum mechanics
1.
Reminding of continuum mechanics
1. determine the  mechanical properties of an
unidirectional  composite (elastic moduli, strength) as
function of mechanical properties of its constituents
(fiber, matrix)

2. Calculation of unidirectional composites (simple ply)
2 1 Mi
2.1 Micromechanical analysis and calculation of elastic properties
h i l
l i
d l l ti
f l ti
ti
2.2 Micromechanical analysis and fracture properties calculation
2.3 Macroscopic analysis and definition of elastic properties
2.4 Fracture criteria

2. define a constitutive behavior an unidirectional ply

3. Laminate  composite
3.1 Design
3.2 Composite Laminate Theory
y
3.3 Fracture analysis

3 use different failure criteria
3.
use different failure criteria
4. apply the composite laminate theory
5. identify specific mechanical properties of composite
depending on its stacking
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4. Particular problems: thick composites and hydrothermal analysis

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