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• Fracture toughness study in short-fiber SMC laminates at different strain rates using in-situ X-Ray radiography

  J. Pernas-Sánchez, J. Artero-Guerrero, F. Naya Montáns, A. Vaz-Romero, J. Berthe, F. Hergueta, J. Rodríguez Sereno

  Materiales Compuestos (Online first).

  
  

  Abstract

  This study investigates the fracture toughness of short-fiber Sheet Molding Compound (SMC) laminates —including carbon, glass, and hybrid types— under various strain rates (quasi-static, intermediate, and high-speed). Compact Tension (CT) tests were conducted using in-situ X-ray radiography at the European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) to monitor internal crack evolution. The results reveal a clear dependency of fracture toughness on fiber type and loading rate, with glass fiber laminates showing the highest sensitivity and carbon fiber ones remaining largely unaffected. Hybrid laminates demonstrated favorable mechanical synergy, combining strength and ductility, with peak toughness observed at intermediate strain rates. Due to the abrupt nature of crack growth, a neural network model integrated with finite element simulations was developed to accurately predict fracture toughness. This work introduces an innovative methodology for characterizing the fracture behavior of composite materials under dynamic conditions, with significant implications for aerospace and automotive applications.

  Abstract
  This study investigates the fracture toughness of short-fiber Sheet Molding Compound (SMC) laminates —including carbon, glass, and hybrid types— under various [...]

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• Análisis numérico del efecto de la velocidad de deformación en laminados CFRP tipo tejido con agujero

  J. Sereno, J. Pernas-Sánchez, J. Artero-Guerrero, J. Puente, J. Rodríguez Sereno

  Materiales Compuestos (2025). Vol. 08 - COMUNICACIONES MATCOMP21 (2022) Y MATCOMP23 (2023), (Núm. 8 - Fabricación y Aplicaciones Industriales - Materiales y Estructuras - Modelos Numéricos), 26

  
  

  Abstract

  Eventualmente las estructuras aeronáuticas pueden estar sometidas a eventos de impactos como los que pueden ocurrir durante un aterrizaje de emergencia o un accidente aéreo. En estos sucesos es necesario poder predecir el comportamiento de las estructuras sometidas a procesos dinámicos para poder asegurar la seguridad e integridad de las mismas. Dado que en la actualidad una gran parte de las estructuras se realizan en materiales compuesto es necesario definir un sólido conocimiento de cómo éstos se comportan bajo cargas dinámicas o procesos a altas velocidades de deformación. Siendo el estudio de laminados compuestos de fibra de carbono (CFRP) a altas velocidades de deformación uno de los principales desafíos en la industria aeronáutica. Varios investigadores han estudiado el efecto de la velocidad de deformación en laminados CFRP de estructura tipo tejido mediante el sistema experimental de barras Hopkinson (Split Hopkinson Pressure Bar - SHPB). Sin embargo, la comunidad investigadora aún no ha llegado a un acuerdo para encontrar una metodología sólida que describa con precisión la respuesta ante elevadas velocidades de deformación de los laminados CFRP tipo tejido. Es más escaso aún el número de estudios acerca del efecto de agujeros en régimen dinámico para describir el efecto del factor de concentración de tensiones. Aunque muchos estudios han desarrollado simulaciones numéricas para analizar el proceso de fractura en CFRP basándose en las teorías de la mecánica de fractura, hay poca información sobre la dependencia de la velocidad de deformación en laminados de CFRP tipo tejido con agujero. En este trabajo, se propone un modelo constitutivo para describir el comportamiento mecánico de los laminados de tejido CFRP sometidos a compresión dinámica, incluyendo la dependencia de la velocidad de deformación. Finalmente, se ha realizado una modelización numérica utilizando el software Abaqus/Explicit de ensayos a compresión en muestras de laminados CFRP con agujeros, a diferentes velocidades de deformación (cuasi-estáticas y dinámicas) utilizando diferentes orientaciones de las fibras. Los resultados de las simulaciones han sido validados en base a los resultados de una campaña experimental.

  Abstract
  Eventualmente las estructuras aeronáuticas pueden estar sometidas a eventos de impactos como los que pueden ocurrir durante un aterrizaje de emergencia o un accidente [...]

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