ECI 2019v: Experimento y análisis de espécimen DCB usando el proceso de costura I-fiber, Jonathan Tapullima (Gyeongsang National University, South Korea)

Experimento y análisis de espécimen DCB usando el proceso de costura I-fiber

Jonathan Tapullima, Cheolhwan Kim, Jin-Ho Choi

Dept of Aerospace. Eng., Gyeongsang National University, Jinju, South Korea

Resumen

A lo largo de los años, se han desarrollado varios estudios relacionados con el refuerzo de estructuras compuestas en la dirección del espesor. A continuación, en este estudio se propone un nuevo proceso reforzado basadonse en previos resultados experimentales usando el nuevo proceso de “stitching” (costura) en T-joint [1] y espécimenes “one-stitching”. Se establecio la necesidad de realizar más análisis bajo metodos estandares de experimentacion y obtener un mejor entendimiento. Se compararon análisis por el método de elementos finitos (FEM) despues de realizar las pruebas de tenacidad a la fractura interlaminar para el modo I [2] usando diferentes patrones de costura (stitching) para analisar la resistencia a través del espesor con laminas referenciales sin costura. Los patrones de costura se definieron en 2×2 y 3×3, donde la cabeza superior e inferior del proceso de costura no continua (I-Fiber) ha demostrado influir en una mayor resistencia a través del espesor de la lamina. Para diseñar el modelo numérico, se requirieron parámetros cohesivos que definieron los elementos de unión de superficie con superficie utilizando el método de zona cohesiva (CZM) [3] y simular el comportamiento de apertura de grieta segun el experimento de doble viga en voladizao (DCB).

Descriptores: costura I-fiber, DCB (Double Cantilever Beam), CZM (Cohesive Zone Method), tenacidad a la fractura interlaminar

Abstract

Several studies related to reinforce composites structures in the through thickness direction have been developed along the years. As follows, in this study a new reinforced process is proposed based on previous experimental results using a novel stitching process in T-joints [1] and one-stitched specimens. It was established the need to perform more analysis under standard test methods to obtain a better understanding. FEM analysis were compared after performed mode I interlaminar fracture toughness test [2], using different stitching patterns to analyze the through thickness strength with reference laminates without stitching. The stitching patterns were defined in 2×2 and 3×3, where the upper and lower head of the non- continuous stitching process (I-Fiber) has proven to influence in a higher through thickness strength of the laminate.  In order to design the numerical model, cohesive parameters were required to define the surface to surface bonding elements using the cohesive zone method (CZM) [3] and simulate the crack opening behavior from the double cantilever beam (DCB) test.

Keywords: I-fiber stitching, DCB (Double Cantilever Beam), CZM (Cohesive Zone Method), Interlaminar Fracture Toughness

Referencias