Comportamento à fadiga em modo I usando o ensaio Double Cantilever Beam modificado

Abstract

A delaminagem é um dos modos de rutura mais frequentes dos laminados compósitos, e que é geralmente tratado no âmbito da Mecânica da Fratura. Tem havido recentemente interesse crescente na caraterização do comportamento à delaminagem sob fadiga. O primeiro objetivo deste trabalho foi adaptar a máquina de baixo custo desenvolvida no Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Aveiro à realização de ensaios de delaminagem sob fadiga em modo I. O segundo objetivo foi realizar alguns ensaios de laminado carbono/epóxido iniciando assim um estudo mais alargado de longo prazo. Para isso recorreu-se a ensaios Double Cantilever Beam (DCB) modificados sob deslocamentos cíclicos impostos. Os resultados obtidos foram analisados no quadro da bem conhecida Lei de Paris, que relaciona a taxa de propagação da fenda com a variação da taxa de libertação de energia de deformação. Apesar de serem ainda escassos para tirar conclusões seguras, os resultados indicam um comportamento à fadiga complexo, muito influenciado pelo fenómeno da ponte de fibras.

Delamination is one of the most common damage modes of laminated composites. It is usually analyzed within the scope of Fracture Mechanics. Recently, there has been growing interest in the characterization of fatigue driven delamination. The main objective of the present work was to study the mode I delamination under fatigue of carbon/epoxy laminates through modified Double Cantilever Beam (DBC) tests under imposed cyclic displacements. The tests were conducted on a low cost machine developed at the Department of Mechanical Engineering of the University of Aveiro. The results proved to be consistent with well-known Paris law, which relates the crack propagation rate with the variation of the strain-energy release rate. Though scarce to draw definitive conclusions, the present results indicate a complex fatigue behavior, which is strongly influenced by fiber bridging.