Abstract

The European FIBRESHIP research project aims to develop a comprehensive set of methods that would enable the building of the complete hull and superstructure of over 50-metre-long ships in fibre reinforced polymer (FRP) materials. In the work package dedicated to materials selection, an extensive experimental campaign is performed to characterize the fatigue and fire performance of a range of FRP materials and solutions. In this paper, the cone calorimetry results of FRP laminates are introduced in terms of ignitability, heat release, smoke production and effective heat of combustion.

The fire performance of FRP materials can be considerably improved by suitable intumescent coatings. Coatings can significantly change the shape of the heat release and smoke production rate curves, and reduce their maximum values.

Even though fire performance is of high importance in the use of FRP materials, also other properties, such as mechanical properties and manufacturing, need to be taken into account. In some cases, products with excellent fire performance have to be discarded from further considerations due to other issues.

Abstract

Este artículo describe el desarrollo de una metodología de simulación FEM para predecir el comportamiento de un panel compuesto con matriz termoplástica y fibras de carbono en pruebas de fuego. El panel tiene un soporte de metal en su centro a cuál se aplica simultáneamente una carga monotónica mecánica al inicio del ensayo de fuego. La herramienta tiene como objetivo capturar los fenómenos más relevantes involucrados en este complejo problema y centrarse en predecir el tiempo de desprendimiento del soporte bajo la carga aplicada, que es el resultado más relevante de dicha prueba de fuego. En el problema, muchos diferentes fenómenos físicos están involucrados. Para considerar los más relevantes, se ha seleccionado un FEM termomecánico acoplado y, dentro de él, un análisis de fluencia transitoria. Las partes más relevantes de la simulación son los supuestos del modelo térmico, el modelo constitutivo mecánico del material, la dependencia de la temperatura de las propiedades térmicas y mecánicas y la selección de un criterio de fallo consistente. Durante el desarrollo de la metodología de simulación se han tomado precauciones para identificar un conjunto de parámetros que conforman los ajustes disponibles. Seleccionando un conjunto de valores para estos parámetros, se puede simular un caso de prueba concreto. Manteniendo los valores de estos parámetros sin cambios, la metodología puede predecir casos similares en lugar de probar estos casos físicamente en ensayos de fuego. Este artículo se centra en el desarrollo de herramientas de simulación. Por el momento solo se han realizado tareas iniciales de correlación y validación. Se espera completar y mejorar esta investigación en el futuro aumentando la validez de la simulación, p.ej. incluyendo cargas de tracción y/o ángulos/distancias de llama. En el documento también se proporciona una idea de las posibles simplificaciones y mejoras de las herramientas.