Analysis and development of experimental characterization methodologies of mode II fracture toughness on CFRP bonded joints

Abstract

Adhesives have been shown to be an excellent solution for joining fibre reinforced polymer (FRP) components thanks to their capacity to redistribute loads, reduces stress concentrations and contribute to overall weight saving in the structure. The most relevant mechanical property in adhesive bonded joints design is the shear (mode II) fracture toughness of the adhesive.

The application of the existing mode II delamination standards to adhesive joints entails some major limitations that result in severe under/over estimations of the adhesive properties and, in many cases, can even prevent results from being obtained from tests.

The main objective of the present thesis is to develop robust tools for the determination of shear (mode II) facture toughness in adhesive joints. This includes studying data reduction methods as well as the test geometries

Els adhesius han demostrat ser una magnífica solució per unir components de polímers reforçats amb fibres (FRP) gràcies a la seva capacitat per redistribuir càrregues, reduir les concentracions de tensions i contribuir a l’estalvi general de pes en l’estructura. La propietat mecànica més rellevant en el disseny d’unions adhesives és la tenacitat a la fractura a tallant (mode II) de l’adhesiu. L’aplicació dels actuals assajos estandaritzats a les unions adhesives pot derivar en estimacions errònies, per sota o per sobre, de les propietats adhesives i, en molts casos, evitar que l’assaig es pugui realitzar satisfactòriament.

L’objectiu principal d’aquesta tesi és el desenvolupament d’eines robustes per a la determinació de la tenacitat a la fractura a tallant (mode II) d’unions adhesives. S’estudia l’aplicabilitat dels mètodes d’assaig de deslaminació en mode II existents a les unions adhesives estructurals. Això inclou l’estudi dels mètodes de reducció de dades i de les geometries d’assaig