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Evaluación de la tenecidad dinámica a la fractura de materiales laminados fibra-metal
Autor
PERLA ITZEL ALCANTARA LLANAS
Resumen
"Los Laminados Fibra-Metal (LFM) son materiales compuestos estructurales que han sido
desarrollados, en los últimos años, principalmente para aplicaciones en la industria
aeronáutica. Por el tipo de aplicación, se requiere que estos materiales cuenten con
propiedades mecánicas excepcionales, tales como la resistencia a la fatiga o la tenacidad a la
fractura, sin embargo, estas propiedades no han sido exploradas a fondo y se requiere
profundizar en su estudio.
En este trabajo se presenta la manufactura de un material laminado de fibras de carbono
embebidas en resina epoxi, con láminas intercaladas de una aleación de aluminio 2024-T3,
mediante apilado manual y curado en bolsa de vacío y autoclave. Además, este trabajo
incluye la caracterización mecánica de los laminados para obtener la tenacidad cuasiestática
a la fractura, KIc.
De igual manera, se realizaron pruebas dinámicas de impacto del material LFM en un
dispositivo de Barras de Hopkinson, con el fin de obtener los valores dinámicos de tenacidad
a la fractura, KID, en especímenes previamente agrietados. Los datos registrados en la
experimentación dinámica recibieron un tratamiento para obtener los historiales de carga
aplicados a cada probeta. Posteriormente se realizó un análisis de elemento finito, en el
software de ANSYS, para examinar el comportamiento dinámico de los especímenes de LFM.
En dicha simulación se utilizaron los historiales de carga como datos de entrada, y se
pudieron obtener los valores de la tenacidad dinámica a la fractura, a través de dos métodos,
con base en los esfuerzos perpendiculares a la punta de la grieta, y mediante los
desplazamientos de la apertura de la punta de la grieta (CTOD). En el modelado, se consideró
al laminado fibra-metal como un material transversalmente isotrópico."
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