Fatigue characterization of multiple delaminations
Author
Hernández del Valle, Alejandro
Term
4. term
Education
Publication year
2023
Submitted on
2023-06-01
Pages
43
Abstract
Lagdelte kompositmaterialer svigter ofte ved, at lagene skiller ad, en proces kaldet delaminering. Dette speciale undersøger, om bevidst at fremme flere delamineringer kan øge materialets samlede sejhed – altså dets evne til at optage energi og bremse revnevækst. Arbejdet indleder med et overblik over den nyeste viden om metoder, der søger at øge sejheden ved brudstart ved at indføre små, bevidst svækkede områder (såkaldte weakening patches) mellem laggrænser for at udløse kontrollerede delamineringer. For at efterprøve resultater fra litteraturen blev prøver af glasfiberarmeret polymer (GFRP) testet som dobbelt-konsolbjælker (DCB), en standardgeometri til at måle delamineringsvækst mellem lag. Prøverne havde en bestemt konfiguration af svækkede zoner og blev belastet på to måder: kvasi-statisk (langsomt, jævnt stigende last) og under træthed (mange gentagne lastcykler). Ved kvasi-statisk belastning blev der ikke observeret øget sejhed i de testede DCB-prøver. Ved træthedsbelastning viste prøverne derimod øget sejhed. På den baggrund bidrager specialet med et nyttigt benchmark-tilfælde til studier og forudsigelser af flere trætheds-drevne delamineringer i GFRP.
Layered composite materials often fail when layers separate, a process called delamination. This thesis examines whether deliberately encouraging multiple delaminations can make the overall material tougher—that is, better at absorbing energy and slowing crack growth. It first reviews current methods that aim to increase toughness at the start of fracture by placing small, intentionally weaker areas (so-called weakening patches) between layer interfaces to trigger controlled delaminations. To check the findings reported in the literature, the study tested glass fiber reinforced polymer (GFRP) specimens shaped as double cantilever beams (DCB), a standard configuration for measuring delamination growth between layers. The specimens included a specific weakening patch layout and were loaded in two ways: quasi-statically (slow, steadily increasing load) and in fatigue (many repeated load cycles). Under quasi-static loading, the DCB tests did not show increased toughness. Under fatigue loading, the specimens did show toughening behavior. Based on these results, the thesis provides a useful benchmark case for studying and predicting multiple fatigue-driven delaminations in GFRP.
[This summary has been rewritten with the help of AI based on the project's original abstract]
Keywords
Documents