複合積層板のモードIIIを試験するためのLHFB装置の使用

Use of a LHFB Device for Testing Mode III in a Composite Laminate.

• Carlos Bertorello
• Antonio Argüelles
• Victoria Mollón
• Jorge Bonhomme
• Isabel Viña
• Jaime Viña

抄録

本論文では、プライの積層によって形成された複合材料のモードIII静的試験用に設計された縦半固定梁（LHFB）装置を用いて、モードIII荷重下でのエポキシ/カーボン複合材料の疲労層間剥離挙動を研究した。この目的のために、き裂発生段階から層間剥離段階、最終破壊に至るまで、材料の疲労挙動を代表するさまざまな荷重レベルで一連の試験を実施した。実験結果は統計的に処理され、破壊確率5%と50%の疲労限界値が得られました。最後に、破面のフラクトグラフィ解析を実施したところ、静的モードIIIの破壊と同じ特徴的なパターン、すなわち、破断した繊維、カス、鋸歯に加えて、動的モードIIIの破壊を示す破断部における試験片の唇の間の摩擦によって生じる樹脂の凝集体の形成からなる新しい形態を識別することができた。これらの凝集体は、最終的に亀裂が発生して繊維から剥離し、これらの繊維は樹脂から解放されます。

The present paper studies the fatigue delamination behaviour of an epoxy/carbon composite material under mode III loading using a longitudinal half fixed beam (LHFB) device initially designed for mode III static tests of composite materials formed by the stacking of plies. For this purpose, a series of tests was carried out at different levels of loading representative of the fatigue behaviour of the material, from the crack onset phase through the delamination phase to final fracture. The experimental results were treated statistically, obtaining the values of the fatigue limit for probabilities of fracture of 5% and 50%. Finally, a fractographic analysis of the fracture surfaces was performed which allowed us to identify the same characteristic patterns of static mode III fracture, namely broken fibres, cusps and saw-teeth, in addition to a new morphology consisting of the formation of agglomerations of resin produced by the friction between the lips of the specimen in the fracture zone that point to dynamic mode III fracture. These agglomerations eventually crack and become detached from the fibres, leaving these free of resin.