A Finite Element Simulation of a Single Shear Lap Joint Made of Carbon Fiber Composites

I syfte att se om det går att simulera en experimentell undersökning om brottlast i ett enskärigt kolfiberförband så har en finit element (FE) beräkning genomförts. Beräkningen följer inte experimentet fullt ut utan stannar då den elastiska delen av brottförloppet upphör. Beräkningarna visar på att det går att simulera det elastiska förfarandet, men att ytterligare förfining krävs för att få rätt styvhet, samt att få fästelementets deformation att överensstämma bättre med experimentet. Det beräkningarna ger besked om är en uppskattning av den tid en analys av hela förloppet kan ta (d.v.s. till dess fästelementet tryckbelastar kolfiberlagren så mycket att dessa krossas). För att ta hänsyn till detta i FE-beräkningen krävs att någon typ av skademodell appliceras. Det finita elementprogram som använts är ABACUS. Tyvärr finns det inga likande problem i ABACUS exempelsamling och därmed blir det svårt att få till en bra indata fil. Det är troligt att problemet går att lösa med ABACUS, men det krävs mycket ingående kunskaper om programvaran. Det problem som ska lösas innehåller många kontaktvillkor med friktion, förspänning av fästelement och en skademodell. De första två beräkningarna som gjordes avbröts innan de nått slutmålet på grund av bristande konvergens. Den näst sista konvergerade, men krävde nästan 1500 tidssteg. Den sista beräkningen klarade sig med 11 tidssteg och trots att den beräkningen innehöll nästan 1,5 miljoner fler frihetsgrader blev den totala exekveringstiden betydligt snabbare. Det betyder att det troligen går att lösa det kompletta problemet (med skademodell och noggrannare indelning i tjockledsled) på hyfsat stora cpu-kluster inom rimlig tid.