Efecto de la zona de contacto entre fibra y matriz en las propiedades de fractura de materiales compuestos sometidos a carga transversal

Abstract

El presente trabajo trata de dilucidar si en presencia de despegues entre fibra y matriz, se produce contacto circunferencial entre ambas fases cuando el conjunto está sometido a carga transversal a la fibra. Se utiliza el Método de los Elementos de Contorno para modelar el problema de fibra única embebida en matriz. El estado tensional se caracteriza colocando a ambos lados del fondo de grieta elementos de geometría circular y con variación discontinua singular en las tensiones. Con la consideración de la zona de contacto se pretende calcular valores de la energía unitaria liberada, usando la técnica del ciene de grieta, para compararlos con los obtenidos usando soluciones analíticas que conllevan interpenetraciones entre fibra y matriz. Ambos resultados serán comparados con medidas experimentales obtenidas en el ensayo transversal de fibra única, con una probeta obtenida del ensayo de fragmentación.

This paper tries to ellucidate if in presence of debondings between fibre and matrix, circumferential·contact between them arises when the whole set is loaded transVersally to the fibre direction. The Boundary Element Method is used to model the case of unique fibre embedded in a matrix. The stress state is characterized placing at both si des of the crack tip elements with circular geometry and having discontinuous singular evolution of the stresses. Values of the energy release rate, considering the presence of a contact zone, are calculated, using the crnck closure technique, to be compared with those obtained using analytical solutions that involve interpenetrations between fibre and matrix. Both results are compared with the ex-perimental values obtained from the transversal test of unique fibre, the specimen having been obtained from a fragmentation test.