Estudio del comportamiento a fatiga de la delaminación bajo la influencia de un ambiente salino en uniones adhesivas en composites epoxi reforzados con fibra de carbono

• P. Vigón ^[1] ; A. Argüelles ^[1] ; I. Viña ^[1] ; M. Lozano ^[1] ; J. Viña ^[1]
  1. [1] Universidad de Oviedo

     Universidad de Oviedo

     Oviedo, España

     
• Localización: Revista española de mecánica de la fractura, ISSN-e 2792-4246, Nº. 6, 2023, págs. 191-196
• Idioma: español
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• Resumen
  • español

    Este trabajo analiza, experimentalmente, el fenómeno de delaminación, bajo solicitación a fatiga y degradación ambiental en uniones adhesivas formadas por dos laminados de un mismo material compuesto de matriz epoxy y refuerzo de fibra de carbono. Los ensayos se realizaron mediante el ensayo normalizado Double Cantilever Beam (DCB) bajo modo I de fractura.

    Con el objetivo de determinar los valores de referencia y definir la estategia de ensayos para la caracterización dinámica, se realizo una previa caracterización estática de las uniones desarrolladas, obteniendo los valores críticos de la tasa de liberación de energía bajo este modo de solicitación. Bajo régimen dinámico se obtuvieron las curvas de inicio del fenómeno de delaminación a fatiga G-N y las curvas de crecimiento de grieta G-da/dN, para diferentes períodos de exposición (sin exposición, una semana y doce semanas) y una relación de niveles de R=0,1. Para una mejor interpretación de los resultados experimentales obtenidos han sido tratados mediante un modelo probabilístico basado en una distribución de Weibull.

    Los resultados revelan que ante un ambiente salino el adhesivo tiene una pérdida relevante de su capacidad resistente en su fase de iniciación, no así la fase de crecimiento posterior. Por otro lado, las tasas de crecimiento de grieta del material sometido a diferentes periodos de exposición son similares y superiores a las obtenidas para el material sin exposición.

  • English

    This work experimentally analyses the fatigue delamination phenomenon and the fatigue behavior in adhesive joints between two sheets of the same epoxy matrix composite material and carbon fiber reinforcement. The tests were performed using the standardized Double Cantilever Beam (DCB) mode I test.

    They were carried out in a static and dynamic regime. In a static regime to characterize the critical values of the energy release rate and in a dynamic regime, the fatigue initiation curves G-N and the growth curves G-da/dN were obtained. In addition, the exposure environments (hygrothermal environment and another saline environment) and the exposure periods (without exposure, for one week and twelve weeks) and a relationship of fatigue stress levels of R = 0.1 were determined. For a better interpretation of the experimental results obtained, the experimental data have been treated using a probabilistic model based on a Weibull distribution.

    The results reveal that in a saline environment the adhesive has a relevant loss of its resistance capacity in its initiation phase, but not in later phases. On the other hand, the crack growth rates of the material subjected to different periods of exposure to said environment are similar and higher than those obtained for the material without exposure.