Materiales.Compuestos at 11:19, 16 October 2022

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== Abstract ==

The study of the matrix/inter-fibre failure at micromechanical level by means of numerical methods predicts the appearance of differents stages in the development of this mechanism of damage; these numerical studies have also allowed the main features of each stage (such as the debond length at the interface and the kinking angle) to be identified.
The development of experimental studies aiming to check the relevance of the aforementioned numerical results, the validity of the hypotheses assumed, as well as the identification of additonal parameters, is crucial for the advance in the knowledge of this mechanism of damage.
Based on this, the research shown in this work focused on the tensile test (under different loading levels) of specimens manufactured from carbon-epoxy cross-ply symmetrical laminates. The microscopical observation of the 90º laminae of the tested samples, first results in the analysis of the appearance of the transverse cracks as a function of the load. Second, the study concentrates in the identification of the previously numerically predicted stages of the mechanism of damage and the measurement of key  parameters such as the debond length, the kinking path and the influence of nearby fibres.

== Full document ==
<pdf>Media:Draft_Content_436533346native-articles-171.pdf</pdf>

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 Se fabricaron laminados con la secuencia [0<sub>3</sub>,90<sub>3</sub>]<sub>s</sub> de un preimpregnado carbono-epoxi (Z-19775) del que se extrajeron probetas para ser ensayadas a tracción (previa colocación de tacos de refuerzo de vidrio-epoxi en sus extremos).
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-<div class="center" style="width: auto; margin-left: auto; margin-right: auto;">
-<span style="text-align: center; font-size: 75%;">'''Tabla 1. '''Grupos de probetas ensayadas por nivel de tensión y tensión exacta aplicada</span></div>
 Se seleccionó un primer grupo de 5 probetas para ser ensayadas a tracción. Los resultados de su ensayo proporcionaron un valor medio de la resistencia (X) de 942.47MPa, con una desviación estándar de 41.25MPa y un coeficiente de variación del 4.38%, lo que representa un resultado excelente desde el punto de vista de la dispersión.
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 El resultado del proceso de pulido es crucial para la correcta observación de las probetas en un microscopio óptico y, en concreto, la detección del daño a nivel microscópico en las láminas a 90º con un objetivo de 100x. Debido a ello, se elaboró un proceso de pulido específico consistente en los 4 pasos que se describen en la Tabla 2; en todos ellos se empleó una velocidad del disco de 80 rpm y una fuerza del cabezal de 40 N.
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-<div class="center" style="width: auto; margin-left: auto; margin-right: auto;">
-<span style="text-align: center; font-size: 75%;">'''Tabla 2. '''Pasos del proceso de lijado</span></div>
 En la Figura 2 se muestra una imagen de una muestra ya pulida.
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 En la Tabla 3 se muestran los resultados del número de grietas por cm detectadas en cada probeta. Lo primero que se observa es que para niveles de tensión inferiores al 30% de la resistencia no se detectan macrogrietas en el material (un barrido a mayor número de aumentos constata además que no existe daño de ningún tipo a este nivel). Por otro lado, se comprueba que el número de grietas transversales aumenta a medida que lo hace la tensión aplicada.
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-<div class="center" style="width: auto; margin-left: auto; margin-right: auto;">
-<span style="text-align: center; font-size: 75%;">'''Tabla 4. '''Predicción del fallo a primera lámina para una selección de criterios de fallo</span></div>
 Haciendo uso de la teoría del laminado y de un criterio de rotura para materiales compuestos, es posible determinar la tensión asociada al fallo a primera lámina predicho por el criterio elegido. Es por tanto interesante comprobar si el valor mínimo de tensión para el que experimentalmente se detectan fallos en el material (31.5%X según la Tabla 3) se corresponde con los cálculos analíticos. Con este fin este nivel de tensión ha sido calculado para cada uno de los criterios de fallo que se recogen en la Tabla 4, empleando tanto un modelo sin degradación (D=0) como con degradación (D=0.5). Los resultados obtenidos muestran que, para la mayoría de los criterios, el ajuste con el resultado experimental es excelente; sólo el criterio de Puck (con una predicción un 20% superior al valor experimental) y el de Tsai-Hill (39% superior) difieren.
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 Resulta también interesante estudiar la distribución del ángulo de despegue en función de la tipología de Fase III (Figura 6). En la Tabla 4 se muestra el detalle de las mediciones realizadas (media, ''&#x03bc;¸w7í#'' desviación estándar, &#x03c3;¸w7í#&#x00a0;y coeficiente de variación, CV) junto con el número de medidas, ''n'', realizadas en cada caso.
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-<div class="center" style="width: auto; margin-left: auto; margin-right: auto;">
-<span style="text-align: center; font-size: 75%;">'''Tabla 4. '''&#x03b8;<sub>d</sub>: Dependencia de la tipología de Fase III</span></div>
 Se observa que el caso (a) es, con mucha diferencia, el más frecuente, siendo los valores encontrados muy similares a los resultados globales mostrados En el resto de los casos, la media del ángulo de despegue se ve incrementada, salvo en el caso (d). En cualquier caso, nótese que en los casos (c), (d) y (e) el número de medidas es muy reducido.
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 Al analizar comparativamente los resultados obtenidos para el caso de fibra aislada y con fibras vecinas en función también del nivel de tensión aplicado, puede observarse que esta tendencia hacia valores mayores del ángulo de despegue (comentada en el párrafo anterior) es más acusada en el caso de fibra aislada.
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-<div class="center" style="width: auto; margin-left: auto; margin-right: auto;">
-<span style="text-align: center; font-size: 75%;">'''Tabla 5. ''' ''&#x03b8;''<sub>d</sub>: Dependencia de la tensión aplicada</span></div>
 ==5 Conclusiones==

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