Evaluación de la tenacidad a fractura interlaminar en uniones encoladas composite-composite mediante el ensayo DCB. Efecto del proceso de curado en configuraciones simétricas y no simétricas

Abstract

El auge en las últimas décadas de los materiales compuestos tiene su origen en el crecimiento de la industria aeroespacial, donde el peso y la resistencia de los materiales son clave. Esta demanda ha llevado consigo un enorme desarrollo en el diseño y técnicas de fabricación empleadas en materiales compuestos, así como en el análisis y evaluación de la calidad de las uniones encoladas composite-composite, que es uno de los campos de mejora a la hora de disminuir los costes y el peso de las aeronaves y aumentar la seguridad de las aeroestructuras. Pese al amplio desarrollo que han tenido los procedimientos de unión como el remachado o la soldadura, las uniones encoladas siguen necesitando de precisión y confianza para extenderse con normalidad, aun siendo conocidas sus ventajas frente al resto de procedimientos de unión. Sin embargo, la dificultad de inspeccionar la calidad de la unión una vez se ha fabricado es un reto que provoca que el conocimiento del comportamiento de este tipo de uniones no sea extenso. El ensayo actualmente más extendido para la evaluación de la calidad de una unión encolada es el ensayo de tenacidad a fractura interlaminar, donde se evalúa la energía liberada al propagar una grieta a través de la unión (GC). En este proyecto se pretende estudiar la influencia del proceso de curado en la tenacidad a fractura interlaminar y el modo de fallo en configuraciones simétricas y no simétricas composite-composite. Para ello, se fabrican diferentes paneles bajo distintos procesos de curado para ensayarlos posteriormente mediante el ensayo DCB y calcular así la tenacidad a fractura interlaminar (GC) en dichas configuraciones. Finalmente, se comparan los resultados con proyectos previos para asegurar la veracidad de éstos.

The rise of composite materials in recent decades has its source in the growth of the aerospace industry, where the weight and strength of the materials are significant. This demand has led an enormous development in the design and manufacturing techniques used in composite materials, as well as in the analysis and evaluation of the quality of composite-composite bonded joints, which is one of the areas for improvement when it comes to reduce the costs and weight of aircraft and increase the safety of aerostructures. Despite the extensive development that joining procedures such as riveting or welding have had, bonded joints still require precision and confidence to spread normally, even though their advantages over other joining procedures are known. However, the difficulty of inspecting the quality of the joint once it has been manufactured is a challenge that means that the knowledge of the behavior of this type of joint is not extensive. The currently most widespread test for evaluating the quality of a bonded joint is the interlaminar fracture toughness test, in which the energy released by propagating a crack through the joint (GC) is evaluated. This project aims to study the influence of the curing process on interlaminar fracture toughness and the failure mode in symmetric and non-symmetric composite-composite configurations. For this, different panels are manufactured under different curing processes to be subsequently tested using the DCB test and thus calculate the interlaminar fracture toughness (GC) in such configurations. Finally, the results are compared with previous projects to ensure their veracity.