Deslaminación estática y a fatiga en modos I y II de un material compuesto de matriz epoxídica y refierzo unidireccional de fibra de carbono

Abstract

El objetivo del presente trabajo es el de revisar el estado actual del arte y profundizar en el estudio del comportamiento a fractura de un laminado de matriz epoxídica y refuerzo unidireccional de fibras de carbono de uso aeronáutico. El estudio realizado se apoyó en ensayos mecánicos y análisis teóricos por métodos numéricos. Esta metodología permitió contrastar los resultados experimentales obtenidos. Mediante los ensayos dinámicos se consiguió determinar los límites a fatiga del material en modos I (50%Glc) y II (40% Glc). Por debajo de dichos valores no se produce el crecimiento de la grieta o se produce con un número muy elevado de ciclos. El inicio del crecimiento de la grieta estuvo condicionado por el procedimiento de preagrietamiento previo, realizado mediante un inserto. La acumulación de resina en el frente de la grieta dio lugar a una cierta variabilidad en los resultados obtenidos. La textura más característica observada en el modo I es la denominada river parking, mientras que en el modo II la característica más destacada fue la textura rizada (hackle parking). Esta textura es debida a la formación y coalescencia de microgrietas perpendicularmente a la dirección de la tensión máxima principal. La técnica del cálculo por elementos finitos resultó ser de gran ayuda en la comprensión del proceso de fractura y la descripción de la distribución de tensiones en el plano y frente de la grieta.