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Un Estudio Experimental y Numérico del Ensayo de Compresión en Laminados Unidireccionales Epoxy/Carbono
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Alonso, Borja García |
| Copyright Year | 2011 |
| Abstract | El objetivo de este proyecto ha sido estudiar los ensayos de compresion de materiales compuestos con fibra de carbono / epoxy. A traves de dos metodologias (llamadas ASTM y AECMA para diferenciarlas) basadas en utiles diferentes, se han realizado ensayos con probetas de CFRP para obtener valores de admisibles del material y posteriormente simulaciones numericas con modelos FEM para intentar correlar resultados. Como se comento al introducir este estudio, los ensayos de compresion de materiales compuestos presentan muchas dificultades a la hora de obtener resultados precisos y fiables. Esto ha quedado patente una vez realizados los ensayos, cuando se han comparado los resultados de estos con los datos aportados por fabricantes y otros estudios similares: los resultados obtenidos han sido en torno a un 50% menores en el caso del ensayo bajo norma ASTM y en torno a un 60% en el caso del ensayo bajo norma AECMA. Si que ha habido una correlacion entre estos resultados y los extraidos de los analisis FEM, lo que ha servido para demostrar y localizar los problemas que surgen en este tipo de ensayos. Fundamentalmente, la imprecision en los resultados respecto a los “teoricos” se debe a concentraciones de tensiones que se dan en la zona de union entre el material ensayado y los tacones. Estas concentraciones de tensiones, a su vez, estan originadas por estados tensionales triaxiales y por fenomenos locales de aplastamiento. Sobre las primeras, se sabe que este tipo de materiales presentan diferencias de un orden de magnitud o mas entre sus propiedades elasticas longitudinales y transversales o normales. Es por ello que los estados tensionales triaxiales que se producen en la zona de union material-tacon inducen a una rotura temprana de la probeta. En cuanto a las segundas, las cunas de los utiles utilizados causan danos en los tacones que pueden originar grietas, fallos en el adhesivo, etc…, si bien estos fenomenos no son tan importantes ni son motivo de estudio en este proyecto. Las optimizaciones realizadas a diversos parametros de los dos tipos de ensayos reflejan la poca capacidad de mejora que tienen estos. Como excepcion, destacar el hecho de que introducir las cargas (o parte de ellas) a traves de compresion directa desde el final de la probeta obtiene mejores resultados que la introduccion de la carga por medio de cortadura en las superficies de los tacones. Por ultimo, mediante ensayos con probetas multidireccionales, se han obtenido valores de resistencia a compresion similares a los que suministra el fabricante del material de las probetas unidireccionales estudiadas. La razon fundamental radica en que las laminas a +-45o y a 90o de las probetas multidireccionales permiten resistir los estados triaxiales generados en los ensayos y evitan o retrasan la rotura temprana de la probeta. Con el apoyo de la teoria clasica de laminados, basta un sencillo calculo para obtener la resistencia de las laminas a 0o. Este metodo presentado no deja de ser algo “aproximado”, y en todo caso, para una precision maxima en el calculo de la resistencia a compresion longitudinal de materiales compuestos, el camino a seguir debe ser implementar los ensayos unidireccionales. Por lo tanto, se puede concluir que los ensayos de compresion de materiales compuestos con materiales unidireccionales tienen margen de mejora, tanto por el lado de optimizar los utiles y standards ya existentes, como por el lado de innovar nuevas metodologias de ensayo. |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | http://oa.upm.es/6298/1/TESIS_MASTER_BORJA_GARCIA_ALONSO.pdf |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
