Aplicación del método de los elementos finitos a la predicción del inicio del crecimiento de la delaminación en materiales compuestos laminados unidireccionales

Resumen

Se presenta una metodología de predicción de inicio de crecimiento de la delaminación en materiales compuestos unidireccionales, que puede ser utilizada como base para establecer una metodología más general que se extienda a laminados multidireccionales. Dicha metodología propone: * Realización de ensayos DCB, ENF y MMB para caracterizar la tenacidad de fractura del material para todo el rango de modo mixto, desde modo I puro hasta modo II puro. * Reducción de los datos de esos ensayos a partir de su simulación mediante el método de los elementos finitos, utilizándose la técnica VCCT para determinar la tasa de relajación de energía en el frente de la delaminación. * Simulación estructural de la estructura delaminada a analizar mediante el método de los elementos finitos, determinándose el inicio del crecimiento de una deliminación dada a partir de comparar la tasa de relajación de energía en su vértice con el criterio obtenido anteriormente. La metodología propuesta queda validada al ser aplicada con éxito en dos materiales diferentes, y en dos ensayos distintos para cada material. Por lo que se refiere a la forma en la que debe ser aplicado el método de los elementos finitos para calcular la tasa de relajación de energía, se validan los siguientes aspectos: * Tratamiento del material como elástico lineal ortótropo en cada incremento de cálculo, pero con distinto módulo elástico en función de que el material este sometido a tracción o a compresión. * Cálculo de la tasa de relajación de energía en el frente de la delaminación mediante la utilización de modelos de elementos finitos tridimensionales y la aplicación en los elementos situados en el vértice de la grieta de la técnica modificada del cerrado virtual de grieta. Con la modelización 3D se determina la auténtica distribución de la tasa de relajación de energía en el frente de la delaminación, y no un valor promedio, más o