Estudio del fenómeno de deslaminación a fatiga de un material compuesto carbono/epoxi bajo solicitación en moto mixto I/II mediante metodología de ensayo ADCB

Abstract

El principal objetivo de esta tesis doctoral es caracterizar el comportamiento frente a deslaminación de un material compuesto de uso aeronáutico. Se estudió el comportamiento del material en condiciones tanto estáticas como de fatiga. El material utilizado para este estudio ha sido un compuesto de matriz epoxi MTM45-1 con fibra de carbono continua longitudinal tipo IM7. Es de sobra conocido que uno de los principales motivos de fallo que provocan roturas catastróficas durante la vida en uso de estos materiales es la deslaminación. Generalmente esta deslaminación se produce por la combinación de varios modos de fractura, en este caso se ha estudiado el modo mixto I/II. Además, para el estudio del comportamiento ante este fenómeno se utilizan generalmente dispositivos de ensayo muy complejos con muchas fuentes de imprecisión, por lo que en esta tesis se ha querido analizar un ensayo menos conocido, ADCB, pero más sencillo que el actualmente normalizado MMB. Se han estudiado dos grados distintos de modo mixto mediante la variación de la asimetría en la disposición de la grieta, cambiando la ubicación del inserto iniciador de la deslaminación de la forma [015/045] y [07/053] que dan lugar a grados de modo mixto de GII/G=0.2 y GII/G=0.34 respectivamente. Los resultados indican que es viable la utilización de este ensayo para el estudio del modo mixto I/II, especialmente para grados de modo mixto (GII/G) bajos. También se observa un mejor comportamiento a fatiga a número de ciclos bajos en el grado de modo mixto GII/G=0.34, mientras que a elevado número de ciclos el comportamiento en ambos modos es semejante. Además, se han analizado las superficies de fractura de las probetas mediante microscopía electrónica de barrido (SEM). Se observa que los resultados obtenidos mediante fractografía concuerdan con los obtenidos experimentalmente. De hecho, estos sirven al fin de comprender y justificar las distintas aportaciones de cada grado de modo mixto en la tenacidad a fractura.