Estudio del origen del daño longitudinal observado en las láminas a 90 grados de laminados cross-ply sometidos a tracción

Abstract

En el Laboratorio del Grupo de Elasticidad y Resistencia de Materiales ubicado en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de la Universidad de Sevilla se ha detectado en unos ensayos de tracción transversal sobre laminados cross-ply con secuencia de apilado [0,90n] s la aparición de daño longitudinal en dirección de la carga en la capa a 90 grados. Este hecho no se corresponde con el comportamiento esperado, puesto que el daño debería aparecer en sentido perpendicular a la misma. En este proyecto se analiza si puede existir una relación entre las tensiones de curado que aparecen a nivel micromecánico en la capa de 90◦ y los daños observados. Para ello, se desarrollará un modelo numérico, representando en una zona de la lámina de 90◦ el material compuesto por fibras y matriz, estudiando el efecto que el proceso de curado tiene en el estado tensional en la interfase de fibra y matriz. Además de ello, en base a este modelo, se tratará de realizar una estimación del valor de la tenacidad a fractura de la interfase fibra-matriz, empleando para ello un enfoque energético y suponiendo que las grietas transversales en la interfase fibra-matriz se producen de forma explosiva, es decir, que aparecen de forma instantánea.

I n the Laboratory of the Elasticity and Strength of Materials Group located at the School of Engineering of the University of Seville, in transverse tensile tests on cross-ply laminates with stacking sequence [0,90n] s , the appearance of longitudinal damage in the direction of the load in the layer at 90 degrees has been detected. This does not correspond to the expected behaviour, since the damage should appear perpendicular to the load. In this project, it is analysed whether there can be a relationship between the curing stresses that appear at the micromechanical level in the 90◦ sheet and the damage observed. To this end, a numerical model will be developed, representing the fibre-matrix composite material in one area of the 90◦ sheet, studying the effect that the curing process has on the stress state at the fibre-matrix interface. In addition, based on this model, an estimation of the value of the fracture toughness of the fibre-matrix interface will be carried out, using an energetic approach and assuming that the transverse cracks at the fibre-matrix interface occur explosively, that is, they appear instantaneously.