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GLOBAL, LAYERWISE AND MULTI-SCALE MODELING IN POLYMER MATRIX LAMINATED COMPOSITES: A REVIEW WITH TREND ANALYSIS FOR FUTURE RESEARCHES

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Ao longo dos últimos 20 anos, a aplicação de estruturas compósitas em diversos setores industriais tem aumentado gradualmente. Nesse contexto, o conhecimento do comportamento mecânico de materiais multifásicos torna-se essencial. Assim, pesquisas com abordagens macro, meso e multiescala são cruciais para aprimorar a precisão de modelos preditivos de propriedades mecânicas efetivas e para desenvolver uma melhor compreensão de fenômenos complexos como dano progressivo, fluência e fadiga. Diante dessas necessidades, esta pesquisa sintetiza fundamentos e tópicos avançados em modelagem global de estruturas compósitas laminadas, análises camada a camada e modelos micro e macromecânicos, nos quais as principais características da fibra, da matriz, da interface e do dano são estudadas e utilizadas na abordagem macroscópica. Uma descrição físico-matemática mais detalhada dos modelos é proposta, em vez de revisões gerais e vagas tipicamente encontradas na literatura específica. Ao final deste trabalho, são apresentadas uma análise de tendências e considerações finais com base nos tópicos abordados, em outras palavras, são delineadas as expectativas em relação às tendências e pesquisas futuras. Além disso, são feitas considerações finais que sintetizam as principais conclusões.
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GLOBAL, LAYERWISE AND MULTI-SCALE MODELING IN POLYMER MATRIX LAMINATED COMPOSITES: A REVIEW WITH TREND ANALYSIS FOR FUTURE RESEARCHES

  • DOI: https://doi.org/10.22533/at.ed.1317652604057

  • Palavras-chave: Macromechanics, Mesomechanics, Laminate Multiscale Models, Polymer Laminated Composites

  • Keywords: Macromecânica, Mesomecânica, Modelos Multiescala de Laminados, Compósitos Laminados Poliméricos

  • Abstract: Over the last 20 years, the application of composite structures across many industrial sectors has gradually increased. In this context, the knowledge of the mechanical behavior of multiphase materials is required. Then, research on macro-, meso-, and multiscale approaches is very important for improving the accuracy of models for predicting effective mechanical properties and for developing a better understanding of complex phenomena such as progressive damage, creep, and fatigue. Due to these necessities, this research is a synthesis of fundamentals and advanced topics in global modeling of laminated composite structures, layerwise analyses, and micromacromechanical models, in which the main fiber, matrix, interface, and damage characteristics are studied and used in the macroscale approach. A more detailed physical and mathematical description of the models is proposed, rather than general and vague reviews typically found in the specific literature. At the end of this work, a trend analysis and concluding remarks are presented based on the consulted topics; in other words, expectations regarding trends and future research are outlined. In addition, final comments reflecting essential conclusions are made.

  • Marcelo Vitor Ferreira Machado
  • Felipe Perissé Duarte Lopes
  • Noan Tonini Simonassi
  • Eduardo Atem de Carvalho
  • Sergio Neves Monteiro
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