Damage and fracture of woven ply laminated composites compared to unidirectional ply laminated composites
Endommagement et rupture de composites stratifiés constitués de plis tissés comparés à des plis unidirectionnels
Résumé
The fracture of laminate composite structures is due to many mechanisms acting at different scales and depending on the type of ply, woven or unidirectional (UD), concern the matrix or the fibers and are a function of many parameters (thickness, orientations, loads ...). Matrix-type damage usually starts with fiber/matrix decohesions that propagate in the matrix to form transverse cracks over the entire thickness of the ply. In the case of UD plies, these transverse cracks can spread over great lengths and can initiate delamination. In the case of woven plies, these transverse cracks develop over the whole thickness of the yarns but their propagation is stopped by the crossing of theyarns. In the case of a UD ply, the kinetics of development of these transverse cracks dependstrongly on the thickness of the ply (or the number of UD plies of the same orientation) which complicates the modeling of these cracks. Experimental comparisonsof laminate with UD and woven plies with respect to the thickness are presented here. This experimental results are, only for the description of intralaminar damage, compared to simulationsandthe limits of this type of modeling for UD and wovenply laminates isunderlined.
La rupture de structures composites stratifiées est due à de nombreux mécanismes agissant à différentes échelles dont les évolutions dépendent du type de pli, tissé ou unidirectionnel(UD), concernent la matrice ou les fibres et sont fonction de nombreux paramètres (épaisseur des plis, orientations, chargements ...). Les endommagements de type matriciel démarrent généralement par des décohésions fibre/matrice, fissures qui se propagent pour former des ruptures transverses sur toute l’épaisseur du pli. Dans le cas de plis UD, ces fissures transverses peuvent se propager sur des grandes distances et initier des délaminages. Dans le cas de plis tissés, ces fissures transverses se développent sur toute l’épaisseur des mèches mais leur propagation est stoppée par le croisement des mèches. Dans le cas de plis UD, la cinétique d’évolution de ces fissures transverses dépend de l’épaisseur des plis(ou le nombre de plis de même direction), dépendance qui complexifie la modélisation de ces fissures.Des comparaisons expérimentales de l’influence de l’épaisseur des plis sur le comportement de stratifiés constitués de plis tissés et UD sont présentées ici. Ces résultats sont comparés à des simulations qui intègrent uniquement le comportement intra-laminaire et les limites de ce type de modélisation sont analysées pour les plis UD et tissé.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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