Resumen de Infrared thermography and degradation process for open-hole CFRP composite laminates under fatigue

José Vicente Calvo, Antonio R. Quiñonero Moya, Norberto Feito Sánchez, María Henar Miguélez Garrido, Eugenio Giner Maravilla

• español

  La utilización de materiales compuestos como los polímeros reforzados con fibras de carbono (CFRP) es algo común hoy en día en la industria aeronáutica. Para obtener un mejor comportamiento estructural, estos materiales se combinan con metales, como el titanio (Ti). Sin embargo, para la utilización en estructuras aeroespaciales de los apilados CFRP/Ti es necesario realizar procesos de mecanizado, lo que introduce daños en el material. Se ha investigado el comportamiento a fatiga del material CFRP tanto con un taladrado de calidad como con brocas desgastadas, así como la influencia de la secuencia del taladrado en apilados Ti/CFRP y CFRP/Ti. Durante los ensayos, se han empleado técnicas no destructivas, como la termografía infrarroja. Esto permite distinguir tres etapas por las que pasa el material, siendo la primera un 5% de la vida a fatiga, donde predomina el daño por agrietamiento de la matriz y un calentamiento rápido. Una segunda etapa, que representa el 80% de la vida a fatiga, caracterizado por un aumento lento de la temperatura. Y finalmente una última etapa que representa el 15% de la vida a fatiga caracterizada por un aumento exponencial de la temperatura y la rotura de fibras.

• English

  The use of composite materials such as Carbon Fiber Reinforced Polymers (CFRP) is common nowadays in the aeronautical industry. To improve the structural behaviour, these materials are combined with metals, such as titanium (Ti). However, to use CFRP/Ti stacks in aerospace structures it is necessary to subject them to machining processes, which introduce damage to the material. In this work, the fatigue behaviour of the CFRP material has been investigated both with a good quality drilling and with a worn drill, as well as the influence of the drilling sequence when machining Ti/CFRP and CFRP/Ti stacks. During the tests, non-destructive techniques have been used, such as infrared thermography. This makes it possible to observe three different stages of the material, the first being 5% of the fatigue life, where damage due to the matrix cracking and rapid heating dominate. A second stage, which represents 80% of the fatigue life, is characterized by a slow increase in temperature. And finally, the last stage represents 15% of the fatigue life and it is characterized by an exponential increase in temperature and the rupture of fibres.