El método de los elementos de contorno axisimétrico aplicado al análisis de grietas de interfase en materiales compuestos reforzados con fibras

Abstract

En el presente artículo se muestra un análisis de los diferentes estados elásticos que aparecen durante la realización del ensayo de fragmentación de fibra única, empleando el Método de los Elementos de Contorno. El objetivo fundamental del trabajo es el análisis de la aparición y propagación de una grieta de despegue entre la fibra y la matriz, y de su influencia en las tensiones axiales a lo largo de la fibra. Se han empleado dos enfoques diferentes en el análisis: el enfoque de grieta abierta (el cual, aunque no es realista en este caso, ofrece algunos resultados aceptables) y el enfoque de grieta cerrada (considerando o no el efecto de la fricción entre las caras de la grieta). Se analiza, además, la solución asintótica de las tensiones y los desplazamiento en el entorno de dos grietas diferentes: primero, una grieta que parte la fibra y, segundo, una grieta de despegue.

An analysis of the micromechanical elastic fields arising in the single fibre fragmentation test, carried out employing the Boundary Element Method, is presented in this paper. The main objective of the work is to study the initiation and growth of a debond crack along the fibre-matrix interface, and its influence on the axial stresses along the fibre. Two different models have been considered: the open crack model (which, although is clearly unrealistic in this particular case, give some acceptable results) and the closed crack model (excluding and including the effect of friction between crack faces). The asymptotic behaviour of stresses and displacements in the vicinity of the crack tips are studied, first, for a crack splitting the fibre and, second, for a debond crack.