Modelling the kinetics of transverse cracking in composite laminates

Composites Science and Technology

Volumn 57, Issue 9-10, 1997, Pages 1261-1270

  Caron, J F ^a   Ehrlacher, A ^a  

^a UNIVERSITÉ PARIS EST   (France)

Author keywords

A. polymer matrix composites; B. matrix cracking; C. crack; C. finite element analysis; C. laminates

Indexed keywords

COMPOSITE MICROMECHANICS; CRACK INITIATION; FINITE ELEMENT METHOD; MATHEMATICAL MODELS; NONMETALLIC MATRIX COMPOSITES; STRESS ANALYSIS; STRUCTURAL LOADS; TENSILE TESTING;

TRANSVERSE CRACKING;

LAMINATED COMPOSITES;

EID: 0031221492     PISSN: 02663538     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1016/s0266-3538(97)00059-6     Document Type: Article

References (41)

1. Wang, A. S. D., Chou, P. C. and Lei, S.C., A stochastic model for the growth of matrix cracks in composite laminates. J. Compos. Mater., 1984, 18, 239-254.
2. Reifsnider, K. L., Fatigue behaviour of composite laminates. Int. J. Fracture, 1979, 16(6), 563-583.
3. Garett, K. W. and Bailey, J. E., Multiple transverse fracture in 90° cross-ply laminates of a glass fibre-reinforced polyester. J. Mater. Sci. 1977, 12, 157-168.
4. Flaggs, D. F., Prediction of tensile matrix failure in composites laminates. J. Compos. Mater., 1985, 19, 29-50.
5. Laws, N. and Dvorak, G. J., Progressive transverse cracking in composite laminates. J. Compos. Mater., 1988, 22, 900-916.
6. Takeda, N. and Ogihara, S., In situ observation and probabilistic prediction of microscopic failure processes in CFRP cross-ply laminates. Compos. Sci. Technol. 1994, 52, 183-195.
7. Caron, J. F., Modélisation de la cinétique de fissuration transverse en fatigue dans les stratifiés. Thèse, ENPC, November 1993.
8. Herakovich, C. T., Aboudi, J., Lee, S. W. and Strauss, E. A., Damage in composite laminates: effects of transverse cracks. Mech. Mater. 1988, 7, 91-107.
9. Renard, J., Favre, J. P. and Jeggy, T., Modélisation de la fissuration transverse dans les stratifiés carbone/résine à l'aide d'une description physique du défaut. In Comptes rendus des 7èmes Journées Nationales sur les Composites, Proc. JNC7, Lyon, France, eds. G. Fantozzi and P. Fleishmann. AMAC, 1990, pp. 643-652.
10. Thionnet, A., Prévision d'endommagement sous chargements quasi-statiques et cycliques des structures composites stratifiées. Thèse de doctorat, Université Paris 6, 1991.
11. Caron, J. F. and Foret, G., Proposition d'une méthodologie d'essai pour les matériaux composites stratifiés, application à la fissuration transverse. In Congrès MatTec 91, IITT, Paris-la-Défense, 1991.
12. Caron, J. F. and Foret, G., Dispositif d'accrochage d'une pièce travaillant en traction, munie d'un élément d'accrochage notamment pour une éprouvette. Patent (Fr.) no. 91/16/169, 1991.
13. Ladevèze, P., Sur la mécanique de l'endommagement des composites, in Comptes rendus des JNC5, Paris. AMAC, 1986, pp. 667-683.
14. Allix, O., Modélisation du comportement des composites stratifiés. Thèse de doctorat, Université Pierre et Marie Curie, 1989.
15. Talreja, R., Stiffness properties of composite laminates with matrix cracking and interior delamination. Eng. Fract. Mech., 1986, 25(5/6), 751-762.
16. Engrand, D., Effets de bords libres dans les plaques composites symétriques chargées dans leur plan. Rech. Aérosp., January/February 1982, No. 1.
17. Pagano, N. J., Stress fields in composite laminates. Int. J. Solids Struct. 1978, 14, 385-400.
18. Pagano, N. J., Global-local laminate variational model. Int. J. Solids Struct. 1983, 19, 207-228.
19. Cox, H. L., The elasticity and strength of paper and other fibrous materials. Br. J. Appl. Phys. 1951, 3, 72-79.
20. Macquere, B., Petitpas, E. and Valentin, D., Experimental and theoretical damage accumulation in glass-epoxy tubes under torsion loading. Compos. Polym., 1992, 174.
21. Ehrlacher, A., Caron, J. F., Chabot, A. and Naciri, T., Analyse des efforts d'interface à l'aide d'une modélisation multipasique de matériaux multicouches (M4). In Comptes rendues des 9èmes Journées Nationales sur les Composites, Proc. JNC9, Saint-Etienne, eds. J. P. Favre and A. Vautrin. AMAC, 1994.
22. Ehrlacher, A. and Naciri, T., Modélisation des matériaux composites. Cours du DEA Mécanique des Solides et Structures option 5, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, Paris 6, 1993, Ch. 7.
23. Wang, A. S. D. and Crossman, F. W., Some new results on edge effect in symmetric composite laminates. J. Compos. Mater. 1977, 11, 92-106.
24. Kamimura, K., Modélisation théorique de la croissance d'endommagement appliquée à la théorie des plaques stratifiées. J. de Mec. Théo. et Appliquée 1985, 4, 537-553.
25. Peters, P. W. M., The strength distribution of 90 degrees plies in 0/90/0 graphite-epoxy laminates. J. Compos. Mater., 1984, 18, 545-557.
26. Boniface, L. and Ogin, S. L., Application of the Paris equation to the fatigue growth of transverse ply cracks. J. Compos. Mater., 1989, 23, 735-754.
27. Lafarie Frenot, M. C. and Riviere, J. M., Mécanismes d'endommagement par fatigue d'un composite stratifé à fibres longues: etude de la fissuration transverse. In Comptes rendus des 7èmes Journées Nationales sur les Composites, Proc. JNC7, Lyon, France, eds. G. Fantozzi and P. Fleishmann. AMAC, 1990.
28. Petitpas, E., Renault, M. and Valentin, D., Fatigue behaviour of cross-plied composite material with T300 or T400 carbon fiber. Int. J. Fatigue, 1990.
29. Jeggy, T., Modélisation des dégradations des plaques trouées en carbone/epoxy sous chargements biaxiaux quasi-statiques. Thèse de l'Université de Technologie de Compiègne, 1990.
30. Daniel, I. M. and Charewicz, A., Fatigue damage mechanisms and residual properties of graphite/epoxy laminates. Eng. Fract. Mech., 1986, 25, 793-808.
31. Nairn, J. A., The strain energy release rate of composite microcracking: a variational approach. J. Compos. Mater., 1989, 23, 1106-1129.
32. Hashin, Z., Analysis of stiffness reduction of cracked cross-ply laminates. Eng. Fract. Mech. 1986, 25, 771-778.
33. Wang, A. S. D. and Crossman, F. W., Initiation and growth of transverse cracks and edge delamination in composite laminates: 1. An energy method. J. Compos. Mater. 1980, 14, 71-87.
34. Varna, J. and Berglund, L. A., A model for prediction of the transverse cracking strain in cross-ply laminates. J. Reinf. Plast. Compos., 1992, 11, 708-728.
35. Lim, S. G. and Hong, C. S., Effect of transverse cracks on the thermomechanical properties of cross-ply laminated composites. Compos. Sci. Technol. 1989, 34, 145-162.
36. Manders, P. W., Chou, T.-W., Jones, F. R. and Rock, J. W., Statistical analysis of multiple fracture in 0/90/0 glass fibre/epoxy resin laminates. J. Mater. Sci. 1983, 18, 2876-2889.
37. n)s composite laminates. Compos. Sci. Technol. 1992, 23, 291-298.
38. Han, Y. M., Hahn, H. T. and Croman, R. B., A simplified analysis of transverse ply cracking in cross-ply laminates. Compos. Sci. Technol. 1988, 31, 165-177.
39. Nuismer, R. J. and Tan, S. C., Constitutive relations of a cracked composite lamina. J. Compos. Mater. 1988, 22, 306-321.
40. Parvizi, A., Garrett, K. W. and Bailey, J. E., Constrained cracking in glass fibre-reinforced epoxy cross-ply laminates. J. Mater. Sci. 1978, 13, 195-201.
41. Liu, S. and Nairn, J. A., The formation and propagation of matrix microcracks in cross-ply laminates during static loading. J. Reinf. Plast. Compos. 1992, 2, 158-178.