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Erschienen in: Journal of Materials Science 20/2006

01.10.2006

Modelling off-axis ply matrix cracking in continuous fibre-reinforced polymer matrix composite laminates

verfasst von: Maria Kashtalyan, Costas Soutis

Erschienen in: Journal of Materials Science | Ausgabe 20/2006

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Abstract

The fracture process of composite laminates subjected to static or fatigue tensile loading involves sequential accumulation of intra- and interlaminar damage, in the form of transverse cracking, splitting and delamination, prior to catastrophic failure. Matrix cracking parallel to the fibres in the off-axis plies is the first damage mode observed. Since a damaged lamina within the laminate retains certain amount of its load-carrying capacity, it is important to predict accurately the stiffness properties of the laminate as a function of damage as well as progression of damage with the strain state. In this paper, theoretical modelling of matrix cracking in the off-axis plies of unbalanced symmetric composite laminates subjected to in-plane tensile loading is presented and discussed. A 2-D shear-lag analysis is used to determine ply stresses in a representative segment and the equivalent laminate concept is applied to derive expressions for Mode I, Mode II and the total strain energy release rate associated with off-axis ply cracking. Dependence of the degraded stiffness properties and strain energy release rates on the crack density and ply orientation angle is examined for glass/epoxy laminates. Suitability of a mixed mode fracture criterion to predict the cracking onset strain is also discussed.

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Metadaten
Titel
Modelling off-axis ply matrix cracking in continuous fibre-reinforced polymer matrix composite laminates
verfasst von
Maria Kashtalyan
Costas Soutis
Publikationsdatum
01.10.2006
Erschienen in
Journal of Materials Science / Ausgabe 20/2006
Print ISSN: 0022-2461
Elektronische ISSN: 1573-4803
DOI
https://doi.org/10.1007/s10853-006-0207-4

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