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.

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 tikslumais, 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.