Numerical simulation of the fiber fragmentation process in single-fiber composites

Wang, Xiaohong; Zhang, Boming; Du, Shanyi; Wu, Yufen; Sun, Xiuhua

doi:10.1016/j.matdes.2009.11.050

Cited by 30 publications

(20 citation statements)

References 27 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…This type of stress transfer at the interface has been also observed in carbon/epoxy composites (X. Wang et al, 2010). Isochromatic patterns exhibit different fringe orders in Figure 12-A and 12-B.…”

Section: -Calculation Of Interfacial Shear Strengthsupporting

confidence: 69%

Effects of oxygen and tetravinylsilane plasma treatments on mechanical and interfacial properties of flax yarns in thermoset matrix composites

et al. 2019

View full text Add to dashboard Cite

This work is focused on the assessment of the effect of oxygen and polymer plasma tetravinylsilane (pp-TVS) treatments on the adhesion of flax yarns with epoxy and vinylester thermoset matrices. These low temperature plasma processes have been selected as more environmentally friendly alternatives to traditional chemical treatments. Tensile tests performed on single flax yarns revealed a reduction in their mechanical properties after plasma treatments. In particular, a tensile strength reduction of 36.4% was detected after the oxygen plasma treatment using 100W of plasma power. The morphological analysis highlighted that this result is mainly ascribed to the ablation action produced by oxygen plasma process. In the case of pp-TVS, both morphological and Fourier transform infrared spectroscopy analysis (FT-IR) confirmed the presence of a homogeneous tetravinylsilane film on the surface of the yarns. The interfacial adhesion of untreated, oxygen plasma treated, and plasma-polymer coated flax yarns has been determined by single fibre fragmentation test (SFFT). The plasma polymer deposition can produce a significant improvement of the adhesion property of flax yarns with both epoxy and vinylester matrices. An increase of the interfacial shear strength (IFSS) values of 114% and 71% was found after the TVS film deposition in epoxy and vinylester composites, respectively. These results were confirmed by high-resolution micro-CT, photoelasticity analysis and FE-SEM observations.

show abstract

Section: -Calculation Of Interfacial Shear Strengthsupporting

confidence: 69%

Effects of oxygen and tetravinylsilane plasma treatments on mechanical and interfacial properties of flax yarns in thermoset matrix composites

et al. 2019

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…[30] using Raman experiments to map stress along the embedded fiber lengths under increasing tensile stress. This approach, along with numerical simulation [31], indicates the potential for obtaining meaningful interface results from this method. A detailed presentation of the single fiber fragmentation test is provided in Chapter 3: Technical Approach.…”

Section: Single Fiber Fragmentationmentioning

confidence: 93%

Effects of electrophoretically deposited carbon nanofibers on the interface of single carbon fibers embedded in epoxy matrix

Schaefer

Rodriguez

Guzman

et al. 2011

Carbon

View full text Add to dashboard Cite

“…4). La zone induite par les ruptures de fibres se situe à 45° par rapport à la direction du fil, comme l'avaient constaté Wang et al [10] sur des éprouvettes monofilamentaires carbone/époxy. Les essais de fragmentation ont été réalisés sur les deux géométries (DC et HAL) pour évaluer la reproductibilité.…”

Section: Analyse Du Champ De Contrainte Obtenu Par Photoélasticimétrieunclassified

“…Pour comprendre le transfert de charge à l'interface fibre/matrice, les essais sont souvent complétés par des techniques expérimentales permettant d'acquérir les champs de déplacements et de contraintes proches d'hétérogénéités. Ainsi, Wang et al [10] ont simulé le comportement en fragmentation de composites carbone/époxy en couplant les simulations numériques à une analyse en photoélasticimétrie. Godara et al [11] ont caractérisé les champs de déformation locaux dans des composites bois/polypropylène grâce à la corrélation d'images numériques en lumière blanche avec une précision de 4/100 de pixel.…”

Section: Introductionunclassified

Caractérisation expérimentale de l’interface fil/matrice dans les composites chanvre/époxy

Guillebaud-Bonnafous¹,

Touchard²,

Chocinski–Arnault³

et al. 2012

Revue des composites et des matériaux avancés

View full text Add to dashboard Cite

Cette étude propose d'évaluer la liaison fil de chanvre imprégné/résine époxy. Les essais micromécaniques de caractérisation de l'interface fibre/matrice ont été adaptés à une échelle supérieure et associés à des techniques expérimentales permettant la mesure de champs de contrainte et de déplacements. Des composites monofilamentaires contenant un fil de chanvre orienté à 0° ou 90° ont été spécifiquement développés. Les essais de fragmentation menés ont permis de définir la contrainte critique de cisaillement interfacial. L'évolution du champ de contrainte suivi par photoélasticimétrie a montré des zones de redistribution des contraintes autour des fragmentations identifiées par des ellipses à 45° de la direction de sollicitation. Les champs de déformation de points situés dans le fil, dans la résine et à l'interface fil/matrice ont été suivis par des mesures en corrélation d'images numériques réalisées sur la tranche d'éprouvettes monofilamentaires contenant un fil à 90°. Le profil des déformations dans la direction de traction a pu être relié à la structure hélicoïdale du fil. Les résultats ont montré une déformation de cisaillement plus importante pour les points situés à l'interface fil/matrice. Ces mesures ont permis de reconstruire les lois de comportement de points situés dans le fil, dans la résine et à l'interface fil/matrice.

show abstract

Numerical simulation of the fiber fragmentation process in single-fiber composites

Cited by 30 publications

References 27 publications

Effects of oxygen and tetravinylsilane plasma treatments on mechanical and interfacial properties of flax yarns in thermoset matrix composites

Effects of oxygen and tetravinylsilane plasma treatments on mechanical and interfacial properties of flax yarns in thermoset matrix composites

Effects of electrophoretically deposited carbon nanofibers on the interface of single carbon fibers embedded in epoxy matrix

Caractérisation expérimentale de l’interface fil/matrice dans les composites chanvre/époxy

Contact Info

Product

Resources

About