Influencia de la inclinación de la fibra en el comportamiento de un material compuesto

AQUINO, XAVIER E.; BRUNO UBERTI; RICARDO BARRIOS D´AMBRA; JUAN MANUEL PODESTÁ; K. ROSHDESTWENSKY

Corrientes, Corrientes, Argentina

Exposici�n; XVIII Reunión de Comunicaciones Científicas y Tecnológicas; 2012

Secretaría General de Ciencia y Técnica - UNNE

Por medio de la Mecánica de Fractura se puede conocer la resistencia última de los materiales, considerando que los mismos son susceptibles de poseer fallas. Esto quiere decir que un material aún poseyendo fisuras puede trabajar de manera eficiente hasta su resistencia última. Una de las aplicaciones más importantes de las leyes estudiadas dentro de esta disciplina es en el área de los materiales compuestos: son aquellos que se componen de dos materiales distintos, uno constituye la fase llamada matriz y el otro se halla en general en forma de fibras dispersas dentro del otro material como refuerzo. Esta dualidad presenta capacidades de aplicación avanzadas en la industria aeroespacial, automotriz, electrónica, etc. La falla en estos materiales compuestos pueden agruparse en forma global en tres grupos: 1. Falla por nucleación, crecimiento y fusión de vacíos en la matriz, 2. Falla del refuerzo, 3. Despegado y fractura a lo largo de la interface entre la matriz y el refuerzo o fibra. Para el análisis se utiliza el Método de los Elementos Discretos (MED). La formulación del MED está basada en discretizar el continuo a través de un arreglo de barras articuladas, donde las mismas tienen una rigidez equivalente al continuo que se desea representar, las masa son concentradas en los nodos y la ecuación de movimiento resultante de la discretización espacial se realiza a través de un esquema explícito de integración. A su vez, el método lleva en cuenta el balance energético durante la simulación de todo el proceso. Este esquema contempla la nucleación del daño y la falla de una determinada región del modelo, lo que se traduce en la desactivación de los elementos que agotaron su resistencia. En este trabajo se presentan los distintos comportamientos del material compuesto ante la presencia de una fibra de refuerzo en distintos ángulos de rotación respecto a la acción de una carga axil. También se presentan gráficos de distribución de tensiones en el compuesto para cada caso analizado.