Modeling of matrix cracking and delamination damage

in a cross-ply laminate

modelisation de la fissuration

et du delaminage dans un stratifié croisé

J.-L. Rebière*

Institut d'Acoustique et de Mécanique

Université du Maine, Avenue Olivier Messiaen, 72 085 Le Mans Cedex 9, France

* Corresponding author. E-mail : jean-luc.rebiere@univ-lemans.fr

Received :12 June 2003; revised version accepted : 09 March 2004

Abstract

A variational approach is used to model the mechanical behaviour of composite cross-ply laminates, like [0m/90n]s, damaged by transverse cracking, longitudinal cracking and delamination. An energetically criterion is proposed. The criterion is based on the strain energy release rate associated to each of the three damage modes. The numerical results show that this model provides a consistent level of accuracy for a variety of thin laminate with different materials and configurations with various combinations of delamination and matrix cracks.

Keywords : Cross ply laminate; Transverse cracking; Longitudinal cracking; Delamination; Energetical criterion.

Résumé

Le modèle proposé est une approche variationnelle. Il permet d’étudier le comportement mécanique des composites stratifiés croisés de type [0m/90n]s lorsqu’ils sont endommagés par fissuration transverse, fissuration longitudinale ou délaminage. Un critère énergétique est proposé. Il est basé sur le calcul du taux de restitution d’énergie associé à chacun des modes d’endommagements. Les résultats numériques montrent que le modèle donne de très bons résultats pour différents types de stratifiés et pour différents matériaux.

Mots clés : Stratifié croisé; Fissure transverse; Fissure longitudinale; Délaminage; Critère énergétique.

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