Development and implementation of a testing method for the characterization of interlaminar delamination propagation in laminates under fatigue mode II loading conditions

With no standardized methods being available the paper presents a procedure for experimental characterization of fatigue delamination growth under mode II loading conditions. The distinctive feature of the proposed algorithm is determination of crack length based on the specimen compliance. It eliminates the need of visual observations replacing it with compliance calibration performed at the end of the test. The testing methodology, using the end notch flexure set-up, is described step by step as well as calculations leading to obtaining the relationship between the delamination growth rate and strain energy release rate values in the form of Paris' law. The method was implemented in the Composites Testing Laboratory in the Institute of Aviation and the experimental investigations of crack resistance properties of laminates made of unidirectional prepreg MTM 46 were performed. Consistent results were obtained and the Paris law for II cracking mode was determined.

W świetle braku dostępnych unormowanych metod zaprezentowano procedurę eksperymentalnego badania zmęczeniowego rozwoju delaminacji w warunkach II sposobu pękania. Wyróżniającą cechą zaproponowanego algorytmu jest wyznaczanie długości pęknięcia za pomocą podatności badanej próbki. Pozwala to na wyeliminowanie konieczności prowadzenia obserwacji, zastępując ją wykonaniem kalibracji podatności po zakończeniu testu. Opisana została krok po kroku metodologia, wykorzystująca zginanie trójpunktowe próbki z rozwarstwieniem (ENF), jak również przedstawione zostały obliczenia prowadzące do wyznaczenia zależności szybkości wzrostu delaminacji od wartości współczynnika uwalniania energii w postaci prawa Parisa. Metoda została wdrożona w Laboratorium Badań Kompozytów w Instytucie Lotnictwa. Przeprowadzono badania doświadczalne odporności na pękanie laminatu wykonanego z jednokierunkowego preimpregnatu MTM 46. Uzyskano zgodne wyniki oraz wyznaczono prawo Parisa dla II sposobu pękania.