Identification of material properties of composite materials

Abstract

Present paper describes the facilities of composite material properties identification technique using specimen vibration tests, genetic algorithms, finite elements analysis and specimen shape optimization. In identification process the elastic constants in a numerical model is updated so that the output from the numerical code fits the results from vibration testing. Main problem analysed in this paper is that Poisson's ratio is the worst determined elastic characteristic due to its low influence on specimen eigenfrequencies. It is shown that it is possible to increase its influence by choosing specific test specimen characteristics (side aspect ratio, orthotropy angle, etc.) via optimization routine. In this paper are presented test results of some experiments wherein glass‐epoxy and carbon‐epoxy material properties were identified.

Kompozitinių medžiagų tamprumo identifikavimas

Santrauka. Straipsnyje  aprašomas  kompozitinių  medžiagų  tamprumo  charakteristikų  identifikavimo  metodas  naudojant  bandinių  vibracinius  bandymus, genetinius algoritmus, baigtinių elementų metodą ir bandinių formos optimizavimą. Identifikavimo metu tamprumo charakteristikos skaitmeniniame modelyje  yra  atnaujinamos  tol,  kol  skaitinio  eksperimento  rezultatai  nustatytu  tikslumu  sutampa  su  vibracinio  bandymo  rezultatais.  Šio  straipsnio pagrindinis  uždavinys  yra  padidinti  Puasono  koeficiento  identifikavimo  tikslumą,  kadangi  šis,  palyginti  su  kitų  tamprumo  charakteristikų identifikavimo  tikslumas  yra  menkas  dėl  ypač  mažos  koeficiento įtakos  bandinio  tikriniams  dažniams.  Darbe  parodyta,  kad įmanoma  padidinti Puasono  koeficiento įtaką  optimizavimo  procedūromis,  pasirenkant  konkrečias  bandinio  savybes  (kraštinių  proporcijas,  ortotropijos  kampą  ir  t.t.). Pateikiami keleto stiklo ir anglies pluoštais armuotų kompozitinių medžiagų tamprumo charakteristikų identifikavimo rezultatai.

Reikšminiai žodžiai: medžiagų tamprumo identifikavimas, genetinis algoritmas, formos optimizavimas, vibracijos testas.

First publish online: 14 Oct 2010

Keyword : identification of material properties, genetic algorithm, shape optimization, vibration test