Predicción de daño de compuestos híbridos con capas ultradelgadas de carbono/epoxi utilizando el criterio acoplado

• M.T. Aranda ^[1] ; D. Leguillon ^[2] ; I.G. García ^[1]
  1. [1] Universidad de Sevilla

     Universidad de Sevilla

     Sevilla, España

     
  2. [2] b Institut Jean le Rond d’Alembert, Sorbonne Universite, CNRS UMR7190, 4 place Jussieu, 75000 Paris, France
• Localización: Revista española de mecánica de la fractura, ISSN-e 2792-4246, Nº. 6, 2023, págs. 233-238
• Idioma: español
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• Resumen
  • español

    Los materiales compuestos están aumentando rápidamente en una amplia gama de aplicaciones estructurales, pero su ´ crecimiento esta limitado por su falta de ductilidad. La hibridación de fibras es una estrategia prometedora para permitir ´ un fallo mas gradual de los materiales compuestos. El criterio acoplado de la mecánica de fractura finita se aplica para ´ describir los mecanismos de daño secuencial que ocurren en un compuesto híbrido bajo tensión. Las probetas estudiadas están formadas por una fina capa unidireccional reforzada con fibras largas de carbono, embebida entre dos capas ´ unidireccionales reforzadas con fibras de vidrio. Una vez que la primera grieta translaminar ha aparecido en la capa de carbono/epoxi, incide en la interface y ambas puntas de grieta experimentan una fuerte singularidad, lo que juega un papel importante en la predicción de los mecanismos que siguen. La competencia entre los diferentes mecanismos se estudia ´ con la novedad de incluir el principio de máxima disipación en el Criterio Acoplado. Las predicciones obtenidas por este ´ enfoque muestran un buen acuerdo con los resultados experimentales y computacionales encontrados en la literatura.

  • English

    Composites are rapidly increasing in an extensive range of structural applications, but further growth is limited by their lack of ductility. Fiber hybridization is a promising strategy to allow more gradual failure of composite materials. The coupled criterion of the finite fracture mechanics is applied to describe the sequential damage mechanisms that occur in a hybrid composite under tension. The studied specimens are made of a unidirectional thin layer reinforced with long carbon fibers, embedded between two unidirectional layers reinforced with glass fibers. Once the first translaminar crack has appeared into the carbon/epoxy layer, it impinges on the interface and the crack tips undergo a strong singularity, which plays an important role in predicting the mechanisms that follow. The competition between the different mechanisms is studied by the novelty of including the principle of maximum dissipation into the coupled criterion. The predictions obtained by this approach show a good agreement with the experimental and computational results found in the literature.