Validación de Modelos de Fisuras en Placas de Materiales Compuestos por Análisis de Vibraciones

JUAN F. MAYORAGA; VIVANA MERUANE; MARIA V. QUINTANA

La Plata

Congreso; Congreso sobre Métodos Numéricos y sus Aplicaciones (ENIEF 2017); 2017

AMCA

Las estructuras construidas con materiales compuestos reforzados con fibrasse utilizan con frecuencia en diferentes áreas de la ingeniería dado queexhiben excelentes propiedades mecánicas relacionadas a su elevada relaciónresistencia‐peso y rigidez‐peso y además tienen laposibilidad de ser diseñados de acuerdo con requerimientos específicos. Entrelas diferentes tipologías estructurales, las placas laminadas son utilizadascomúnmente, ya sea solas o formando parte de estructuras más complejas. Sinembargo, estos materiales están expuestos a distintos tipos de daños como delaminación,fractura de las fibras o fisuras en la matriz. Estos daños disminuyen laspropiedades mecánicas de las placas pudiendo terminar en una falla catastróficade la estructura. Por lo tanto, es de interés estudiar el comportamiento de lasplacas con daño, para poder desarrollar luego metodologías eficientes deidentificación de daño. La presencia de una fisura en una placa, en general,genera una disminuciónde la rigidez y por consiguiente una disminución de las frecuencias naturales y un cambiolocal en la forma de los modos de vibración. En vista de lo anterior, el objetivode este trabajo es validar experimentalmente un modelo de placa con fisura medianteel estudio de las propiedades modales. Para ello, se obtienen resultadosexperimentales de placas de plástico reforzado con fibra de vidrio (PRFV) enestado íntegro (sin daño)  y con dosconfiguraciones de daño distintas. Los modos de vibración y frecuenciasnaturales experimentales se comparan con valores numéricos obtenidos a partirde una formulación variacional de un modelo de placa debilitada, con lapresencia de una línea con rótulas elásticas intermedia. El análisis se lleva a caboutilizando la teoría clásica de placas laminadas (CLPT).