Study of transversal and delamination cracks in [0/90] symmetric laminates by means of the linear elastic brittle interface formulation

Abstract

En el presente trabajo se estudia el inicio y crecimiento de grietas transversales y de delaminación en laminados simétricos [0/90], bajo cargas de tracción en la dirección de las fibras en las láminas externas. El problema se resuelve con un código basado en el Método de los Elementos de Contorno (MEC) y usando una nueva formulación de interfase elástica lineal-frágil (IELF). Esta formulación incluye una ley de comportamiento elástica lineal-frágil en la interfase que permite el uso de un criterio de fallo en modomixto. La formulación IELF ha demostrado que puede ser usada para estudiar y caracterizar el comportamiento de las diferentes grietas de interfase que aparecen en este problema. El sistema de materiales usado en este problema es un laminado de fibra de carbono con matriz epoxi (AS4/8552 Hexcel) [03/903]S . Los resultados numéricos muestran que la formulación IELF implementada en el código MEC es una herramienta útil y eficiente para describir el comportamiento de las grietas transversales y de delaminación en laminados simétricos [0/90].

This paper studies transversal and delamination crack onset and growth in [0/90] symmetric laminates under traction loads in the fibre direction of the external laminas. The problem is solved by means of a Boundary Element Method (BEM) code and using a new Linear Elastic Brittle Interface (LEBI) formulation. This formulation includes a linear elastic-brittle constitutive law in the interface that allows the use of a mixed mode failure criterion. The LEBI formulation has proved to be capable to study and characterize the behaviour of the different interface cracks involved in this problem. The material system used is carbon fibre reinforced polymer laminate with epoxy matrix (AS4/8552 Hexcel) [03/903]S . Numerical results show that the LEBI formulation implemented in a BEM code is a useful and efficient tool able to describe the transversal and delamination cracks behaviour in [0/90] symmetric laminates.