Estudio de la Dinámica de los Procesos de Fractura y de Delaminación en Materiales Reforzados con Fibras

Autores/as

  • Pedro Tamayo-Meza Instituto Politécnico Nacional
  • Anatoly S. Ovchinsky Academia de Ciencias de Rusia
  • Juan Manuel Sandoval-Pineda Instituto Politécnico Nacional
  • Luis Armando Flores-Herrera Instituto Politécnico Nacional
  • Rosa de G. González Huerta Instituto Politécnico Nacional

DOI:

https://doi.org/10.17533/udea.redin.18654

Palabras clave:

interface, delaminación, fibra, matriz, fractura

Resumen

El estudio de los efectos dinámicos, relacionados con la falla de las fibras, comienza con el análisis de algunos modelos que consideran el carácter dinámico de la redistribución del esfuerzo en el compuesto. Se deduce una ecuación para el deslizamiento de los filamentos fracturados y para los filamentos que rodean éstos, para el caso cuando los componentes se deforman elásticamente, para una deformación de cizalle elasto-plástico de la matriz, y para el filamento fracturado exfoliado de la matriz. Se obtiene una solución analítica, y se brinda un análisis de la propagación de la onda del esfuerzo en el filamento fracturado cuando los componentes del material se deforman elásticamente.

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Biografía del autor/a

Pedro Tamayo-Meza, Instituto Politécnico Nacional

 Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Departamento de Ingeniería Eléctrica.

Anatoly S. Ovchinsky, Academia de Ciencias de Rusia

Instituto de Metalurgia.

Juan Manuel Sandoval-Pineda, Instituto Politécnico Nacional

Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica.

Luis Armando Flores-Herrera, Instituto Politécnico Nacional

Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica.

Rosa de G. González Huerta, Instituto Politécnico Nacional

Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica.

Citas

I. Kopyov, A. Ovchinsky, N. Bilsagayev. “Computer Simulation of Various Fracture Mechanisms in Fibrous Composite Materials”. Fracture of Composite Materials. 1st ed. Ed. Martinus Nijhoff Publishers. A. A. Baikov Metallurgy Institute, Academy of Science Moscow. Moscow, Russia. 1982. pp. 45-52. DOI: https://doi.org/10.1007/978-94-009-7609-2_4

A. Ovchinsky, I. Kopyov, N. Bilsagayev. “El método de trazar la deformación de los materiales compuestos de acuerdo con la distribución estadística de la fuerza en las fibras de refuerzo”. Mecánica de polímeros (Механика полимеров). No. 6. Ed. Polimēru mehānikas institūts, Latvijas Universitāte. Riga, Letonia. 1975. pp. 1021-1031.

E. Hait. “Fracture dynamic in reinforced composites”. Conferences. No. 3. Ed. Russian Academy of Science. Moscow, Russia. 1975. pp. 572-774.

M. Stepanenko. “Numerical experiment on the dynamics of destruction of composite material”. Mexanika Kompozitnij materialov. No. 1. 1981. pp. 53-59. DOI: https://doi.org/10.1007/BF00604882

C. Guo, C. Sun. “Dynamic Mode-I crack-propagation in a carbon/epoxy composite”. Composites Science and Technology. Vol. 58. 1998. pp. 1405–1410. DOI: https://doi.org/10.1016/S0266-3538(98)00025-6

L. Greszczuk. “Theoretical studies of the mechanics of the fiber-matrix interface in composites”. Interfaces in composites. Ed. American Society for Testing and Materials. New York, USA. 1969. pp. 42-58. DOI: https://doi.org/10.1520/STP44699S

J. Ivens, H. Albertsen, M. Wevers, I. Verpoest, P. Peters. “Interlaminar fracture toughness of CFRP influenced by fiber surface treatment: Part 2. Modelling of the interface effect”. Composites Science and Technology. Vol. 54. 1995. pp. 147-159. DOI: https://doi.org/10.1016/0266-3538(95)00049-6

L. Wu, D. Tjahjanto, G. Becker, A. Makradi, A. Jérusalem, L. Noels. “A micro-meso-model of intralaminar fracture in fiber.reinforced composites based on a discontinuos Galerkin / cohesive zone method”. Eng. Fract. Mech. Vol. 104. 2013. pp. 162-183. DOI: https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2013.03.018

H. Albertsen, J. Ivens, M. Wevers, I. Verpoest, P. Peters. “Interlaminar fracture toughness of CFRP influenced by fibre surface treatment: Part 1. Experimental results”. Comp. Sci. Tech. Vol. 54. 1995. pp. 133-47. DOI: https://doi.org/10.1016/0266-3538(95)00048-8

L. Broutman. “Measurement of the fiber polymer matrix interfacial strength”. Interfaces in composites. Ed. American Society for Testing and Materials, 1st, ed. New York, USA. 1969. pp. 27-41. DOI: https://doi.org/10.1520/STP44698S

P. Yang, H. Sue. “Effects of fiber forms on compressive strength after impact of composites”. Polym. Mater. Sci. Vol.70. 1993. pp. 61-63.

H. Chai. “Observation of deformation and damage at the tip of cracks in adhesive bonds loaded in shear and assessment of a criterion for fracture”. Int. J. Fract. Vol. 60. 1993. pp. 311-326. DOI: https://doi.org/10.1007/BF00034739

E. Pietropaoli, “Progressive Failure Analysis of Composite Structures Using a Constitutive Material Model (USERMAT) Developed and Implemented in ANSYS ©”. Appl. Compos. Mater. Vol. 19. 2012. pp. 657-668. DOI: https://doi.org/10.1007/s10443-011-9220-0

F. Greco, L. Leonetti, P. Lonetti. “A two-scale failure analysis of composite materials in presence of fiber/ matrix crack initiation and propagation”. Composite Structures. Vol. 95. 2013. pp. 582–597. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2012.08.035

L. Lammerant, I. Verpoest. “Modelling of the interaction between matrix cracks and delaminations during impact of composite plates”. Composites Science and Technology. Vol. 56. 1996. pp. 1171–1178. DOI: https://doi.org/10.1016/S0266-3538(96)00071-1

M. Tamayo. Evaluation of the Adherence Force of Aluminum Fibers in Composites Obtained by Plasma Deposition. IPCM-89, Proceeding, University of Sheffield. Sheffield, UK. 1989. pp. 5-7.

T. Cheng, R. Qiao, Y. Xia. “A Monte Carlo simulation of damage and failure process with crack saturation for unidirectional fiber reinforced ceramic composites”. Composites Science and Technology. Vol. 64. 2004. pp. 2251-2260. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2004.04.001

Z. Mikulika, D. Kellya, B. Prustya, R. Thomsonb. “Prediction of flange debonding in composite stiffened panels using an analytical crack tip element-based methodology”. Composite Structures. Vol. 85. 2008. pp. 233-244. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2007.10.027

A. Ayyara, N. Chawlab. “Microstructure-based modeling of crack growth in particle reinforced composites”. Composites Science and Technology. Vol. 66. 2006. pp. 1980-1994. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2006.01.007

S. Soni, R. Kim. “Delamination of composite laminates stimulated by interlaminar shear”. J. Whitmey (editor). Composite Materials: Testing and Design. Ed. American Society for Testing and Materials. New York, USA. 1986. pp. 7-33.

S. Pemberton, E. Oberg, J. Dean, D. Tsarouchas, A. Markaki, L. Marston, T. Clyne. “The fracture energy of metal fibre reinforced ceramic composites (MFCs)”. Composites Science and Technology. Vol. 71. 2011. pp. 266-275. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2010.10.011

Y. Zhang, C. Yang, “Recent developments in finite element analysis for laminated composite plates.” Journal of Composite Structures. Vol. 88. 2009. pp. 147-157. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2008.02.014

Y. Taoling, L. Yunbo, J. Wang. “A study of the propagation of an embedded crack in a composite laminate of finite thickness”. Composite Structures. Vol. 59. 2003. pp. 473-479. DOI: https://doi.org/10.1016/S0263-8223(02)00284-2

J. Tan, J. Elliot, T. Clyne. “Analysis of tomography images of bonded fiber networks to measure distributions of fiber segment length and fiber orientation”. Advanced Engineering Materials. Vol. 8. 2006. pp. 495-500. DOI: https://doi.org/10.1002/adem.200600033

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Publicado

2014-02-27

Cómo citar

Tamayo-Meza, P., Ovchinsky, A. S., Sandoval-Pineda, J. M., Flores-Herrera, L. A., & González Huerta, R. de G. (2014). Estudio de la Dinámica de los Procesos de Fractura y de Delaminación en Materiales Reforzados con Fibras. Revista Facultad De Ingeniería Universidad De Antioquia, (70), 119–131. https://doi.org/10.17533/udea.redin.18654

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