Failure stresses of plain weave glass/epoxy under different in-plane biaxial loading ratios

A. Kobeissi (1) , D. Guines (1) , P. Rahme (2) , L. Leotoing (1)

1 LGCGM - Laboratoire de Génie Civil et Génie Mécanique
2 ULFG - Faculty of Engineering [Lebanese University]

Composite materials are widely used in engineering applications. The mechanical characterization of these materials is of major importance and the in-plane biaxial tensile test can be an interesting alternative to conventional uniaxial tensile tests along multiple directions. The major problem related to this test is the design of the cruciform specimen. In this study, the objective lies in the failure characterization of composite materials under a wide range of stress state. The proposed specimen is composed of two aluminum tabs glued on each side of a constant thickness composite sample. Experimental biaxial tensile tests are led for several displacement loading ratios from uniaxial to equi-biaxial stretching. Major and minor strains in the central zone (calculated by DIC technic) and measured tensile forces along the two specimen axes constitute the experimental database. According to the loading ratios, the minor and major stresses (or strains) at the onset of failure will define a failure envelop for the material.

Les matériaux composites sont largement utilisés dans les applications d'ingénierie. Dans le cadre de la caractérisation mécanique de ces matériaux, l'essai biaxial sur éprouvette plane peut s'avérer intéressant par rapport à l'essai conventionnel de traction uniaxiale réalisé selon différentes directions. Cependant, la définition de la géométrie de l'éprouvette cruciforme constitue une difficulté majeure pour cet essai. Dans ce contexte, l'objectif de cette étude est de caractériser le comportement à la rupture d'un matériau composite dans une large gamme d'états de contraintes. L'éprouvette proposée est composée des deux talons d'aluminium collés de chaque côté du matériau composite d'épaisseur constante. Les essais de traction biaxiale sont réalisés pour différents chemins de déformation allant de la traction uniaxiale jusqu'à la traction équi-biaxiale. Les déformations majeures et mineures dans la zone centrale (calculées par la méthode de corrélation d'images) et les efforts mesurés selon les deux axes de l'éprouvette constituent la base expérimentale. En se basant sur l'ensemble des chemins de déformation testés, une enveloppe de rupture du matériau étudié peut être obtenue à partir des contraintes (ou déformations) majeures et mineures déterminées au moment de la rupture de l'éprouvette.

Domaines: Mécanique des matériaux [physics.class-ph]

A. Kobeissi, D. Guines, P. Rahme, L. Leotoing. Failure stresses of plain weave glass/epoxy under different in-plane biaxial loading ratios. 24ème Congrès Français de Mécanique, Aug 2019, Brest, France. ⟨hal-02328601⟩