Numerical Analysis and Characterization of FRP Composite Tiled Laminates and Sandwich Panels: A New Class of Structurally Robust Building Components

Promovendus/a: Yichen Zhang

Promotor(en): prof. Wouter De Corte, prof. Wim Van Paepegem

Tiled composites (TC) of schuin gelaagde composieten vinden hun oorsprong in InfraCore® technologie voor GFRP-brugdekken en introduceren een tiled sandwichpaneel (TS) dat zij-aan-zij geplaatste schuimblokken en gedrapeerde weefsellagen gebruikt die de huiden verbinden via interne schotten. Dit gepatenteerde idee wijkt af van klassieke sandwichstructuren, en onderdrukt huid-kern-delaminatie, integreert kern- en huidversterking en creëert schuin gelaagde laminaten met vezels onder kleine hoek. Daarnaast vormt de externe huid van een TS een op zichzelf veelbelovende laminaatstructuur, aangeduid als schuin gelaagd laminaat of tiled laminate(TL).De wetenschappelijke kennis is echter nog steeds beperkt en grotendeels experimenteel. Numerieke simulatie met de eindige-elementenmethode (EEM) biedt een meer volledig beeld van de werking tegen lagere kosten en risico, ondersteunt systematische parameterstudies rond materiaaleigenschappen, geometrie en randvoorwaarden, en versnelt ontwerpiteratie en -optimalisatie, terwijl verborgen mechanismen zoals spanningsverdelingen en scheurvorming worden blootgelegd. Daarom wordt in dit proefschrift de mechanische respons van TCs op meerdere niveaus onderzocht met EEM op basis van ABAQUS, met focus op drie onderwerpen: a) ontwikkeling van een driedimensionaal progressief schademodel (3D PDM) dat degradatie van de uit-het-vlak-stijfheid vastlegt, b) karakterisering van het mechanisch gedrag van TLs onder trek en buiging, en c) karakterisering van het mechanisch gedrag van TSs via driepuntsbuiging.