Laminarteko hausturaren analisia material konpositetan

Resumen

El objetivo de la presente tesis doctoral es analizar la fractura interlaminar de materiales compuestos debido a que una de las limitaciones fundamentales para la utilización estructural de los composites es su baja tolerancia a la fractura interlaminar. Siendo el objetivo analizar la fractura interlaminar resulta imprescindible conocer los fundamentos de la Mecánica de la Fractura. Por ello se han desarrollado las ecuaciones para caracterizar la fractura interlaminar partiendo del balance de energía de Griffith. Dado que ENF y 4ENF son los métodos de ensayo más utilizados para el análisis del modo II, se ha realizado un análisis que incluye el efecto de las rotaciones de flexión con el fin de explicar las diferencias entre los resultados obtenidos mediante ambos métodos. Tras comprobar que el ensayo ENF presenta ventajas con respecto a otros métodos, el análisis ulterior se ha basado en torno a este método de ensayo. En el presente trabajo, se propone un procedimiento para determinar la longitud de grieta tanto inicial como de propagación, utilizando los datos de carga y desplazamiento resultantes del ensayo. Las previsiones teóricas han sido sancionadas experimentalmente. Tras validar la determinación de la longitud de grieta y utilizando las ecuaciones desarrolladas para la tasa de liberación de energía, se han obtenido las R-curvas en modo II que caracterizan la resistencia interlaminar. Tras analizar la fractura interlaminar en modo II, se ha estudiado la potencialidad del ensayo ENF no simétrico para caracterizar el modo mixto I/II. Para ello se ha realizado la descomposición de modos teniendo en cuenta el cortante, apreciándose que en algunos casos la combinación de modos puede ser importante. Finalmente, se han dispersado nanotubos de carbono en el plano medio del laminado con el fin de reforzar la interlámina. Con ello los valores de tenacidad a fractura han aumentado sensiblemente.