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High temperature translaminar fracture of woven-ply thermoplastic laminates in tension and in compression

Authors :
Juan Daniel Pujols Gonzalez
Christophe Bouvet
Benoit Vieille
Groupe de physique des matériaux (GPM)
Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA)
Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN)
Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN)
Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut Clément Ader (ICA)
Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace (ISAE-SUPAERO)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT École nationale supérieure des Mines d'Albi-Carmaux (IMT Mines Albi)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)
Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE)
Ecole nationale supérieure des Mines d'Albi-Carmaux - IMT Mines Albi (FRANCE)
Institut National des Sciences Appliquées de Toulouse - INSA (FRANCE)
Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace - ISAE-SUPAERO (FRANCE)
Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE)
Institut National des Sciences Appliquées - INSA (FRANCE)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Normandie Université (NU)
Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-IMT École nationale supérieure des Mines d'Albi-Carmaux (IMT Mines Albi)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace (ISAE-SUPAERO)
Source :
Engineering Fracture Mechanics, Engineering Fracture Mechanics, 2021, 246, pp.107616. ⟨10.1016/j.engfracmech.2021.107616⟩, Engineering Fracture Mechanics, Elsevier, 2021, pp.107616. ⟨10.1016/j.engfracmech.2021.107616⟩
Publication Year :
2021
Publisher :
HAL CCSD, 2021.

Abstract

The translaminar fracture behavior of three composite laminates, based on thermoplastic matrix PEEK reinforced by a woven carbon fibers obtained by consolidation process, has been studied by means of Compact Tension (CT) and Compact Compression (CC) tests. An orthotropic laminate and two quasi-isotropic laminates, have been tested at room temperature (RT) and at 150 °C (i.e. for a temperature slightly higher than the glass transition temperature Tg), with the purpose of evaluation the influence of the stacking sequence and the temperature on the damage mechanisms. The CT type tests show that the temperature influence on the overall mechanical response remains low. In contrast, the CC type tests show a decrease in the mechanical resistance and an augmentation in the global ductile behavior. By means of the 2D Digital Image Correlation and the implementation of a algorithm based on the sigma indicator (confidence interval in the area of interest), the crack propagation was measured during loading, then the G-R curves have been obtained from the compliance method. In tension, there is an increase in the translaminar fracture toughness with the laminate thickness and a slight improvement in this one due to the influence of temperature. In compression, the temperature strongly decreases the translaminar fracture toughness.

Details

Language :
English
ISSN :
00137944
Database :
OpenAIRE
Journal :
Engineering Fracture Mechanics, Engineering Fracture Mechanics, 2021, 246, pp.107616. ⟨10.1016/j.engfracmech.2021.107616⟩, Engineering Fracture Mechanics, Elsevier, 2021, pp.107616. ⟨10.1016/j.engfracmech.2021.107616⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....0c9e08575ffc5a825e6231f8195a57f8
Full Text :
https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2021.107616⟩