Published April 25, 2018
| Version v1
Publication
"Kinking" de grietas transversales de interfase entre fibra y matriz de materiales compuestos fibrosos
Description
Los materiales compuestos fibrosos pueden fallar ante cargas transversales a la dirección
de la fibra. Esta rotura se conoce como fallo de la matriz o fallo entre fibras y se
caracteriza por la aparición de grietas en la interfase de las fibras y la matriz, que
posteriormente coalescen dando lugar a macrofisuras en el material compuesto. El objetivo
de este trabajo es el desarrollo de un modelo, empleando el Método de los Elementos de
Contorno, con el fin de obtener información que permita explicar el mecanismo de
aparición y propagación del daño antes mencionado. Para ello se analiza la configuración
consistente en una celda de matriz en la que se encuentra embebida una única fibra que
presenta un despegue parcial en la interfase con la matriz. Los resultados obtenidos
muestran que ante carga uniaxial transversal a la dirección de las fibras los fenómenos más
importantes aparecen para ángulos de despegue en la interfase fibra-matriz que se
encuentran en el intervalo 60º-70º. Después de este intervalo el crecimiento de la grieta a lo
largo de la interfase se produce en Modo II y tiene carácter estable, mientras que en el
periodo anterior de crecimiento de la grieta su progresión se produce en modo mixto
(dominado por el Modo II) y con carácter plausiblemente inestable. En este intervalo de
60º-70º del ángulo de despegue la dirección de máxima tensión circunferencial en el
entorno del fondo de grieta es aproximadamente perpendicular a la carga aplicada. Puede
concluirse también que, si una grieta correspondiente a un despegue en el intervalo
mencionado abandona la interfase y penetra en la matriz, en esta situación: a) el
crecimiento de la grieta a través de la matriz es inestable y en Modo I puro, b) el valor del
índice de liberación de energía alcanza su máximo (en comparación con otros ángulos de
despegue), y c) la energía liberada es mayor que la liberada en el caso de seguir la grieta
propagándose por la interfase. Todo esto sugiere que es en este intervalo del ángulo de
despegue donde se dan las condiciones más apropiadas para que se produzca el "kinking"
de una grieta de interfase.
Abstract
V Congreso nacional de materiales compuestos; 1, 2 y 3 de julio de 2003. ZaragozaAdditional details
Identifiers
- URL
- https://idus.us.es/handle//11441/73651
- URN
- urn:oai:idus.us.es:11441/73651