Pure (I and II) and mixed-mode (I+II) fracture characterisation of unidirectional AS4/Low-melt-PolyaryletherketoneTM polymer composites

材料科学 复合材料 弯曲 断裂(地质) 有限元法 内聚力模型 断裂力学 模式(计算机接口) 混合模式 梁(结构) 三点弯曲试验 结构工程 计算机科学 操作系统 工程类
作者
Rúben Pereira,M.F.S.F. de Moura,R.D.F. Moreira,Nuno Correia
出处
期刊:Journal of Reinforced Plastics and Composites [SAGE Publishing]
卷期号:43 (23-24): 1393-1404
标识
DOI:10.1177/07316844231207749
摘要

This paper reports an experimental and numerical study on the mixed-mode I+II fracture characterisation of unidirectional AS4/low-melt-Polyaryletherketone (AS4/LMPAEK TM ) composites. To address the fracture law characterising the material mixed-mode fracture behaviour, a suitable approach is used, simply applying two different loading conditions regarding five mechanical tests and specimen configurations. Scoping to characterise fracture under pure mode I loading and under mixed-mode I+II loading with mode I predominance, the peel test loading condition is used, respectively, for symmetric and asymmetric double-cantilever beam tests (DCB and ADCB). The three-point bending loading condition is used in order to characterise fracture under pure mode II loading by end-notch flexure test (ENF) and mixed-mode I+II with moderate and predominant mode II, respecting symmetric and asymmetric single-leg bending tests (SLB and ASLB). To diminish the influence of crack monitoring ambiguity on the crack length analysis during experiments, data reduction schemes based on the compliance-based beam method (CBBM) were used. Additionally, numerical finite element analyses were conducted in order to validate the data reduction method and the mode partition strategy based on cohesive zone modelling (CZM). Overall, a good agreement between numerical and experimental results was obtained, providing an adequate identification of the energy fracture criterion.
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