Characterization of elastic constants of anisotropic composites in compression using digital image correlation
Introduction
La détermination expérimentale des constantes élastiques de stratifiés composites anisotropes dans toutes les directions orthogonales est généralement un processus complexe. Dans cet article, une technique directe simple pour déterminer un large ensemble de modules élastiques est présentée sur la base des essais de compression d'un échantillon de prisme. La corrélation d'image numérique est utilisée pour mesurer les déformations de champ complet qui permettent de déterminer les modules de Young et les six coefficients de Poisson pour les trois directions orthogonales sur la base d'un seul échantillon. Le modèle d'éléments finis est utilisé pour évaluer l'effet du frottement sur les propriétés mesurées. En plus de la caractérisation quantitative des propriétés du matériau, la cartographie de la déformation locale est utilisée dans l'évaluation qualitative des structures des échantillons.
Conclusion
La corrélation d'image numérique est une technique efficace de plein champ sans contact pour étudier les déformations de surface. Dans cette recherche, nous avons utilisé DIC pour déterminer les déformations des échantillons cubiques constitués de stratifiés composites polymères épais sous compression. En mesurant un échantillon dans six orientations de test différentes, neuf constantes élastiques d'ingénierie, à savoir trois modules de Young et six ratios de Poisson, ont été déterminées directement sur la base de l'échantillon unique pour trois matériaux composites différents. Les propriétés sont généralement difficiles à mesurer et également difficiles à simuler, car les propriétés hors plan des composites renforcés de tissu multicouche sont souvent inconnues.
En plus de la détermination quantitative des modules , la technique de mesure de déformation plein champ avec une très bonne résolution spatiale permet une cartographie locale des contraintes des échantillons. Cela peut être utilisé pour évaluer la microstructure (par exemple la distribution du renforcement, les défauts locaux) des matériaux, mais également pour vérifier que les déformations sont mesurées à partir d'un emplacement représentatif sur la surface de l'échantillon.