Efectos dinámicos de la fractura de fibras en materiales compuestos unidireccionales

Resumen

La redistribución de la tensión alrededor de una fibra rota es una cuestión importante en el análisis de la resistencia longitudinal de compuestos unidireccionales (UD). La mayoría de los modelos investigados se basan en empaquetamientos de fibra regulares y en la teoría clásica del shear lag (falla estática) donde se consideran las fibras pre-rotas y se omiten los aspectos dinámicos de la fractura frágil de la fibra. En el presente trabajo, se han modelizado Elementos de Volumen Representativo (RVE) con empaquetamientos de fibra aleatorios mediante análisis de elementos finitos 3D y se simularon considerando el evento dinámico de fractura de fibra. Se observaron efectos significativos sobre el factor de concentración de tensiones (SCF) y la longitud de carga inefectiva, los cuales están relacionados con la longitud de decohesion de la fibra y con el volumen de las zonas de plasticidad-daño de matriz. Por lo tanto, se puede concluir que una representación precisa de la redistribución de la tensión después de un evento de rotura de fibra requiere la consideración de efectos dinámicos.