Validación del criterio basado en tensión/energía para la deslaminación por efecto de borde

Los materiales compuestos son cada vez más utilizados en distintos ámbitos de la industria. Sin embargo, existe aun la necesidad de formular criterios fiables y rápidos para los diferentes mecanismos de fallo que se producen en estos materiales. Entre los diferentes tipos de fallo a considerar se encuentra la deslaminación, que puede producirse por impacto, inducida por la propagación de las grietas de la matriz por la intercara, o por efectos de borde debidos a la diferencia de coeficiente de Poisson entre dos láminas contiguas.

En este trabajo se desarrolla una metodología para determinar el fallo por deslaminación por efecto de borde. El modelo presentado esta basado en un criterio doble entre tensiones y energías críticas para la fractura. El modelo presenta dos condiciones: una basada en el estado tensional en el borde del material y la otra basada en la teoría de mecánica de la fractura elástica. La intersección de ambas condiciones determina la longitud de nucleación de la grieta. Esta longitud es la crítica con la que comenzará la propagación de la deslaminación.

La validación del modelo se realiza tanto de forma analítica, mediante un modelo de elementos finitos empleando elementos cohesivos, como de forma experimental. La campaña experimental se ha realizado sobre probetas de carbono y epoxy con tres configuraciones diferentes: [±152]s [±202]s [±302]s. Las probetas han sido ensayadas a tracción y se han empleado para su estudio: galgas extensométricas, correlación digital de imágenes y sistema de adquisición de emisiones acústicas para determinar la iniciación de la delaminación.