Estudio de la orientación de fibra en impactos de baja velocidad de materiales CFRPs mediante técnica de correlación digital e imágenes (DIC)

Abstract

[ES] El objetivo de este trabajo es analizar el comportamiento a impacto de un material compuesto de fibra de carbono con matriz epoxi mediante la metodología DIC (Digital Imagen Correlation). Para llevar a cabo el análisis será empleado un péndulo Charpy, dispositivo utilizado en la caracterización de resistencias de materiales, que funcionará como impactador. Se variará la altura de la punta del impactador para trabajar a distintas velocidades y así poder analizar la capacidad de absorción de energía del material compuesto. Las muestras a analizar serán placas de fibra de carbono con laminado unidireccional (0º) y laminados a ±45º. Durante los ensayos, se empleará una cámara de alta velocidad para capturar imágenes de la muestra y ser tratadas mediante correlación digital. De esta forma, podremos obtener los campos de tensiones y deformaciones en la placa durante todo el proceso de impacto. Mediante la comparación de las placas impactadas a una misma velocidad y distinto apilamiento, se podrá analizar cómo influye en la energía de deformación. Por otro lado podremos analizar la superficie de fractura para evaluar la propagación de grietas y el modo de rotura.

[EN] The aim of this work is to analyse the impact behaviour of a carbon fibre composite material with an epoxy matrix using the DIC (Digital Image Correlation) methodology. In order to carry out the analysis, a Charpy pendulum, a device used in the characterisation of material resistance, will be used as an impactor. The height of the tip of the impactor will be varied to work at different speeds in order to analyse the energy absorption capacity of the composite material. The specimens to be tested will be carbon fibre plates with unidirectional lamination (0°) and laminations at ±45°. During the tests, a high-speed camera will be used to capture images of the sample and process them by digital correlation. In this way, we will be able to obtain the stress and strain fields in the plate during the whole impact process. By comparing the plates impacted at the same velocity and different stacking, it will be possible to analyse how this influences the deformation energy. On the other hand, we can analyse the fracture surface to evaluate the crack propagation and the mode of rupture.