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

Rupture translaminaire à haute température en traction et en compression de stratifiés thermoplastiques à plis tissés

Juan Daniel Pujols Gonzalez (1) , Benoît Vieille (1) , Christophe Bouvet (2)

1 GPM - Groupe de physique des matériaux
2 ICA - Institut Clément Ader

The translaminar fracture behavior of three composite laminates, based on thermoplastic matrix PEEK reinforcedby 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 CT type tests reveal a diminution 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

Le comportement en rupture translaminaire de trois composites stratifiés, à matrice thermoplastique PEEK renforcée par un tissu de fibres de carbone obtenus par thermo-compression, a été étudié au moyen d’essais Compact Tension (CT) et Compact Compression (CC). Un stratifié orthotrope et deux stratifiés quasi-isotropes ont été testés à température ambiante (TA) et à 150°C (i.e. pour une température légèrement plus élevée que la température de transition vitreuse, Tg), afin d’évaluer l’influence de la séquence d’empilement et de la température sur les mécanismes d’endommagement.Les essais de type CT montrent que l’influence de la température sur la réponse mécanique globale reste faible. Au contraire,lesessaisde typeCC révèlent une diminution de la résistance mécanique et une augmentation du comportement ductile global.Avec la mise en œuvre d’une technique de corrélation d’images numériques2Det l’implémentation d’un algorithme basé sur l’indicateur sigma (intervalle de confiance dans la zone d’intérêt), la propagation de la fissure a été mesuréelors de chargement, puis les courbes G-R ont été obtenues à partir de la méthode de la compliance.

Mots clés: translaminar fracture; woven-ply laminate; thermoplastic; high temperature; Digital Image Correlation

Mots clés: thermoplastique; stratifiétissé; rupture translaminaire; haute température; corrélation d’images numériques

Domaines: Matériaux et structures en mécanique [physics.class-ph]

Juan Daniel Pujols Gonzalez, Benoît Vieille, Christophe Bouvet. Rupture translaminaire à haute température en traction et en compression de stratifiés thermoplastiques à plis tissés. 21ème Journées Nationales sur les Composites, École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers (ENSAM) - Bordeaux, Jul 2019, Bordeaux, Talence, France. ⟨hal-02420780⟩