Cappello, RiccardoRuiz Iglesias, RafaelPitarresi, GiuseppeCatalanotti, GiuseppeDulieu-Barton, Janice M.2026-07-312026-07-312026-06Cappello, R, Ruiz Iglesias, R, Pitarresi, G, Catalanotti, G & Dulieu-Barton, J M 2026, 'A validated finite element framework to realise the potential of thermoelastic stress analysis for quantitative studies of laminated CFRP structures', Composite Structures, vol. 389, 120384. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2026.1203840263-8223https://hdl.handle.net/10641/8155Publisher Copyright: © 2026 The Author(s)El análisis termoelástico de tensiones (ATT) cuantitativo de estructuras laminadas de polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP) plantea un desafío significativo, ya que el cambio de temperatura inducido por la tensión, causado por el efecto termoelástico, está influenciado por la transferencia de calor. Se produce conducción de calor tanto en el plano como a través del espesor, impulsada principalmente por los cambios bruscos de las tensiones en las interfaces de las capas (plies) en un laminado multidireccional. En la mayoría de los materiales, la carga cíclica a frecuencias suficientemente altas minimiza la transferencia de calor. Sin embargo, debido al elevado grado de anisotropía tanto en las propiedades térmicas como mecánicas del CFRP, no se dan condiciones adiabáticas a las frecuencias de carga alcanzables. Para comprender el acoplamiento termomecánico en el CFRP, se presenta una evaluación experimental exhaustiva de un modelo de elementos finitos (EF) a meso-escala existente, capaz de reproducir la fuente de calor termoelástica capa por capa. Así, se crea un marco de modelado validado que permite realizar ATT cuantitativo en componentes estructurales de CFRP. Se establece que el modelo es capaz de predecir con precisión los efectos de diferentes frecuencias de carga, secuencias de apilamiento (layups), regiones ricas en resina y el efecto de la capa superficial necesaria de pintura mate negra. El enfoque de modelado se demuestra mediante una exigente validación experimental seguida de su aplicación en un laminado cuasi-isótropo típico. Se presenta una aplicación práctica, en la que se evalúa un componente de CFRP con propiedades del material desconocidas para demostrar la utilidad del marco de modelado. [Traducción automática al español; idioma original: inglés.]Quantitative Thermoelastic Stress Analysis (TSA) of laminated carbon fibre reinforced polymer (CFRP) structures poses a significant challenge, as the stress induced temperature change, caused by the thermoelastic effect, is influenced by heat transfer. Both in-plane and through the thickness heat conduction occurs, which is mainly driven by the step changes in the stresses at the ply interfaces in a multidirectional laminate. In most materials cyclic loading at sufficiently high frequencies minimises heat transfer. However, because of the large degree of anisotropy in both the thermal and mechanical properties of CFRP, adiabatic conditions do not occur at achievable loading frequencies. To understand the thermomechanical coupling in CFRP, a comprehensive experimental evaluation of an existing meso-scale finite element (FE) model that is able to reproduce the thermoelastic heat source ply-by-ply, is presented. Hence, a validated modelling framework is created that enables quantitative TSA to be carried out on CFRP structural components. It is established that the model is able to accurately predict the effects of different loading frequencies, layups, resin-rich regions and the effect of the necessary matt black paint surface layer. The modelling approach is demonstrated through a challenging experimental validation followed by application on a typical quasi-isotropic laminate. A practical application is presented, where a CFRP component with unknown material properties is assessed to demonstrate the utility of the modelling framework.2112119217enghttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/Composite materialsFinite element modellingModel validationNon-adiabatic behaviourThermoelastic stress analysisCeramics and CompositesCivil and Structural EngineeringYesjournal articleopen access10.1016/j.compstruct.2026.120384https://www.scopus.com/pages/publications/105038205510https://www.scopus.com/pages/publications/105038205510#tab=citedBy