Análisis del comportamiento viscoelástico en un pre-fractal determinístico

Abstract

RESUMEN: En el presente trabajo se realiza un estudio del comportamiento viscoelástico del elastómero Tango Gray FLX950 por medio de pruebas de relajación de esfuerzos, utilizando como modelo la esponja de Menger en sus primeras tres iteraciones y aplicando el Modelo Generalizado de Maxwell para obtener su modelo matemático con las series de Prony. Los modelos de las tres primeras iteraciones de la esponja de Menger fueron fabricadas con el fotopolímero Tango Gray FLX950 con una impresora 3D de tecnología Polijet de marca Connex 260, los cubos tienen un tamaño de 27 mm por lado. Las pruebas de relajación de esfuerzos se realizaron con un equipo similar al de la norma ASTM D39. Dicha prueba consiste en aplicar una deformación constante a la probeta, aplicando una compresión del 15% de la altura de cada cubo durante 181 horas continuas, registrando los esfuerzos obtenidos cada 5 minutos, para poder obtener la curva del comportamiento viscoelástico del material en cada iteración; realizando dos pruebas por iteración. Posteriormente se analiza el tipo de comportamiento que presenta y de acuerdo a los modelos reológicos se aplica el Modelo Generalizado de Maxwell para obtener el modelo matemático del comportamiento viscoelástico, utilizando las series de Prony. Al tener los resultados experimentales se realizaron simulaciones numéricas con los datos de la prueba para comparar los resultados obtenidos y validar el comportamiento del material. Obteniendo resultados similares de ambos resultados, logrando así la parametrización del comportamiento viscoelástico del material Tango Gray FLX950 en un pre-fractal. ABSTRACT: In this thesisis made a study of the viscoelastic behavior in an elastomer by stress relaxation tests, using as a model the Menger Sponge in its first three iterations, applying Maxwell's Generalized Model to obtain the mathematical model and comparing the results by numerical methods. The models of the first three iterations of the Menger Sponge were manufactured with the TangoGray FLX950 photopolymer with a Connex 260 3D printer, the cubes have a size of 27 mm per side . Stress relaxation tests were performed with equipment similar to ASTM D39. This test consists in applying a constant deformation to the specimen, applying a compression of 15% of the height of each cube during 181 continuous hours, recording the datas every 5 minutes, in order to obtain the behavior curve of the viscoelastic material, performing two tests per iteration. Subsequently, the type of behavior presented and the agreement are analyzed. The models are applied to Maxwell's Generalized Model to obtain the mathematical model of viscoelastic behavior, using the Prony series. When having the experimental results numerical simulations are made with the data of the test to compare the results. Obtaining results similar to both results, thus achieving the parametrization of the viscoelastic behavior of the material Tango Gray FLX950 in a prefractal.