Mecánica de la deformación y falla de compuestos poliméricos híbridos

  • Rodrigo Tavares Ghent University
  • Albert Turon
  • Pedro Camanho

Resumen

Diseñar compuestos de altas prestaciones es posible, adaptando sus propiedades para mejorar su comportamiento mecánico (y/o multifuncional). Por ejemplo, mediante la hibridación de fibras, lo cual consiste en combinar varios tipos de fibras en el mismo compuesto, se pueden mejorar las propiedades y el desempeño del material resultante. La hibrídación no solo cambia las propiedades efectivas, sino también los mecanismos interacción y propagación del daño que conducen a la falla final.


En este trabajo, se proponen dos marcos numéricos para analizar la falla de compuestos poliméricos híbridos. En primer lugar, mediante el analisis por elementos finitos, se analizan los mecanismos que conducen a la falla longitudinal en compuestos híbridos. Se estudia también el efecto de la presión hidrostática en la falla por tensión longitudinal y se observa una reducción generalizada de la resistencia al aumentar la presión. En segundo lugar, se propone un modelo dinámico utilizando elementos de muelle. Se analiza la influencia que tiene tanto la dispersión de fibras como la dinámica de la formación de grupos de fibras rotas en compuestos híbridos. Se observa que una mayor dispersión de fibras conduce a un mejor rendimiento del material.


Además, se ha realizado una campaña experimental con dos materiales híbridos diferentes (“intra” and “intratow”) para comprender el efecto de la hibridación en las propiedades dominadas por las fibras. La resistencia a la tracción longitudinal y la tenacidad a la fractura translaminar. El material híbrido entre capas (“intra”) ensayado  se obtiene apilando capas delgadas de T800 y HR40 de manera alterna, mientras que el “intratow” se obtiene combinando los dos tipos de fibras dentro de la misma capa. En ambos casos se observa un cambio en los mecanismos de daño por la  hibridación, que puede conducir a un mejor desempeño del material.

Publicado
2021-10-14
Como citar
TAVARES, Rodrigo; TURON, Albert; CAMANHO, Pedro. Mecánica de la deformación y falla de compuestos poliméricos híbridos. Materiales Compuestos, [S.l.], v. 5, n. 4, p. 18-23, oct. 2021. ISSN 2531-0739. Disponible en: <https://revista.aemac.org/materiales-compuestos/article/view/510>. Fecha de acceso: 29 nov. 2021