Effect of an interphase region on debonding of a CNT reinforced polymer composite

Needleman, A.; Borders, Tammie L.; Brinson, L. Catherine; Flores, V.; Schadler, Linda S.

doi:10.1016/j.compscitech.2010.09.002

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“…It is known that for the fibrous reinforcement, there exist a critical aspect ratio after which the positive effect of enlargement of fiber length becomes weak or even negligible. In different works, the critical aspect ratios for carbon nanotubes are estimated at the level of 200..300 [46,47]. As shown by Mortazavi et al [48], the critical aspect ratio increases when the contrast in properties of the matrix and reinforcement increases.…”

Section: Effect Of Aspect Ratio Of Graphene On the Deformation And Stmentioning

confidence: 82%

Graphene reinforced nanocomposites: 3D simulation of damage and fracture

Dai

Mishnaevsky

2014

Computational Materials Science

123

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Section: Effect Of Aspect Ratio Of Graphene On the Deformation And Stmentioning

confidence: 82%

Graphene reinforced nanocomposites: 3D simulation of damage and fracture

Dai

Mishnaevsky

2014

Computational Materials Science

123

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“…Sobre este tema, se encontraron otros trabajos, como el de Reddy y col. [17], o el de Davoudabadi y col. [47], quienes estudiaron con éxito el efecto de la relación de aspecto del nanotubo de carbono sobre el módulo de Young, comparándolo con la regla de las mezclas y el modelo de Halpin-Tsai para un material compuesto de matriz polimérica. Otros trabajos estudian las interfases y los problemas surgidos por falta de unión [48,49]. …”

Section: Figuraunclassified

Potencialidades computacionales del Método de los Elementos Finitos para la modelación y simulación de materiales compuestos: revisión

2015

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RESUMENEn este trabajo se presenta una revisión bibliográfica de modelos computacionales que utilizan el Método de los Elementos Finitos (MEF) para el estudio del comportamiento mecánico de los materiales compuestos, enfocándose el análisis en materiales reforzados por partículas o fibras. El análisis realizado muestra que el MEF permite estimar, de manera efectiva, la influencia sobre las propiedades mecánicas de los materiales compuestos, de factores como el reforzante, su fracción volumétrica, orientación, relación de aspecto y tamaño. Esta revisión mostró que la propiedad más estudiada es el módulo de Young, así como los modelos que favorecen la disminución de la geometría utilizando las ventajas computacionales. Se destaca el trabajo futuro que requiere atención.Palabras clave: Método de los Elementos Finitos, MEF, compuestos, reforzantes, modelación, simulación. ABSTRACTThis work presents a review of computational models that use the Finite Elements Method (FEM) for the study of composite materials mechanical behavior, focusing the analysis in materials reinforced by particles or fibers. Bibliographic analysis shows that using FEM it is possible to successfully estimate the effect on the composites mechanical properties, of parameters such as the reinforcement type, volumetric fraction, orientation, aspect ratio and size. This review showed that the most studied property is Young´s modulus, as well as the models that favor the geometry decrease using the computational advantages. Future work that needs attention is addressed.Keywords: Finite Elements Method, FEM, composites, reinforcement, modeling, simulation. INTRODUCCIÓN AL MÉTODO DE LOS ELEMENTOS FINITOSEn la actualidad, es de gran importancia el estudio de los materiales, así como de los sistemas o estructuras en los cuales operan estos materiales. En muchas ocasiones, antes de fabricar un material o un prototipo, es deseable contar con información que permita tomar decisiones sobre el proceso final de fabricación. Por tal motivo, se ha incrementado de manera notable el uso de la modelación y la simulación. El Método de los Elementos Finitos (MEF) constituye hoy en día un procedimiento habitual de modelación y simulación, tanto en mecánica estructural como en mecánica de sólidos. Su uso se ha extendido también a la resolución de problemas de transferencia de calor, mecánica de fluidos y electromagnetismo [1]. El nacimiento y desarrollo del MEF es una consecuencia de la disponibilidad de herramientas electrónicas de cálculo cada vez más potentes desde finales del siglo XX. En el MEF las estructuras se dividen en zonas o elementos conectados meAutor Responsable: Ismeli Alfonso Fecha de envío:

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“…Most micromechanical modeling studies of CNT-polymer composites have therefore largely concerned parametric studies, in which the properties of the interphase zone are arbitrarily set. Since in reality the density of the interphase zone exhibits graded variation, its description as a functionally graded structure has also been attempted [59].…”

Section: Description Of the Interphase Zonementioning

confidence: 99%

Multiscale Modeling of Polymer–Nanotube Nanocomposites

Cho

Yang

2014

Polymer Nanotube Nanocomposites

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Ever since the successful formation of carbon nanotube (CNT)-based polymer composites was first reported, research into their synthesis, measurement and characterization, and modeling and analysis has extensively grown to become a mainstream field of advanced materials science. This chapter briefly summarizes the various multiscale computational modeling approaches for CNT-polymer nanocomposites at various length scales. We also introduce a fully and sequentially integrated inverse multiscale analysis to characterize the elastic and inelastic behavior of CNT-polymer nanocomposites by combining atomistic simulation and a continuum micromechanics model. Fundamentals of the MD simulation, average-field theory, and homogenization theory are provided along with useful mathematical formulations for the effective properties of nanocomposites that are analogous to their constitutive relation.

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Effect of an interphase region on debonding of a CNT reinforced polymer composite

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Graphene reinforced nanocomposites: 3D simulation of damage and fracture

Graphene reinforced nanocomposites: 3D simulation of damage and fracture

Potencialidades computacionales del Método de los Elementos Finitos para la modelación y simulación de materiales compuestos: revisión

Multiscale Modeling of Polymer–Nanotube Nanocomposites

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