Implementation and assessment of mode mixity and load ratio in the SSF algorithm to predict fatigue delamination of composites

The aim of the present work is the evaluation of the performance of the Sequential Static Fatigue (SSF) algorithm, developed by Martulli and Bernasconi [1], under different loading conditions. Therefore, two sets of simulations on Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) laminates have been carried out to study how mode mixity and load ratio affect the accuracy of the simulations. It was observed that the dependence of the performance on the loading conditions is strictly related to the presence of numerical errors in the evaluation of the Strain Energy Release Rate (SERR). In particular, being mode I simulations highly affected by those errors, they were less accurate than the mode II ones. Besides, since the propagation rate at high load ratios is more sensitive to small variations in the SERR, the results of the simulations worsened by increasing this parameter.

Lo scopo del presente lavoro è la valutazione delle prestazioni dell'algoritmo Sequential Static Fatigue (SSF), sviluppato da Martulli e Bernasconi [1], sotto diverse condizioni di carico. Pertanto, sono state eseguite due serie di simulazioni su laminati rinforzati con fibre di carbonio per studiare come i diversi modi carico e il rapporto di carico influenzano l'accuratezza delle simulazioni. È stato osservato che la dipendenza delle prestazioni dalle condizioni di carico è strettamente legata alla presenza di errori numerici nella valutazione del tasso di rilascio dell’energia di deformazione (SERR). In particolare, essendo le simulazioni eseguite sotto sforzi di trazione (modo I) fortemente influenzate da tali errori, esse sono risultate meno accurate rispetto a quelle caratterizzate da sforzi di taglio (modo II). Inoltre, poiché la velocità di propagazione a rapporti di carico elevati è più sensibile a piccole variazioni di SERR, i risultati delle simulazioni sono peggiorati all'aumentare di questo parametro.