Numerical and Experimental Analysis of the Mode I Interlaminar Fracture Toughness in Multidirectional 3D-Printed Thermoplastic Composites Reinforced with Continuous Carbon Fiber

Es bien sabido que el uso de fibras continuas de refuerzo puede mejorar en gran medida el típico bajas propiedades mecánicas en el plano de las piezas impresas en 3D. Sin embargo, existe una investigación muy limitada sobre la caracterización de la tenacidad a la fractura interlaminar de compuestos impresos en 3D. En esto estudio, investigamos la viabilidad de determinar la tenacidad a la fractura interlaminar modo I de Compuestos cFRP impresos en 3D con interfaces multidireccionales. Primero, cálculos elásticos y diferentes Simulaciones FE de especímenes de Double Cantilever Beam (DCB) (utilizando elementos cohesivos para la delaminación, además de un criterio de falla de la capa intralaminar) para elegir la mejor orientación de interfaz y configuraciones de laminado. El objetivo era garantizar un funcionamiento fluido y estable la propagación de la fisura interlaminar, evitando al mismo tiempo el crecimiento de la delaminación asimétrica y migración de avión, también conocida como salto de crack. Entonces, las tres mejores configuraciones de especímenes fueron fabricado y probado experimentalmente para validar la metodología de simulación. el experimental Los resultados confirmaron que, con la secuencia de apilamiento adecuada para los brazos de muestra, es posible caracterizar la tenacidad a la fractura interlaminar en compuestos multidireccionales impresos en 3D bajo modo I. Los resultados experimentales también muestran que tanto los valores de iniciación como los de propagación del modo I la tenacidad a la fractura depende de los ángulos de interfaz, aunque no se pudo establecer una tendencia clara.