Factor de Intensidad de Tensiones de Modo I en Vigas de Paredes Delgadas de Material Compuesto Laminado

Abstract

Se presenta un enfoque simplificado para determinar el factor de intensidad de tensiones de modo I en vigas de paredes delgadas, construidas con material compuesto laminado del tipo matriz reforzada con fibras. La técnica se basa en el concepto de tasa de liberación de energía asociada al ensanchamiento de la fisura, es decir, medida en dirección perpendicular a la dirección de avance de la dicha grieta. Esta tasa de liberación energética se expresa en términos de la integral G* y de la teoría de vigas de paredes delgadas. La solución de la integral G* se realiza empleando los campos de tensiones y desplazamientos derivados para materiales con ortotropía general.
En el enfoque, se tiene en cuenta el efecto de alabeo. Esta es una característica común en las vigas de paredes delgadas que no puede dejarse de lado, sobre todo en presencia de cargas que producen efectos flexo-torsionales.
El modelo muestra un buen acuerdo con resultados de elementos finitos. Se muestra que, aunque los enfoques desarrollados para materiales isótropos pueden ser útiles en el tratamiento de problemas ortótropos, los errores que se cometen para algunas secuencias de laminación típicas pueden ser prohibitivos.