Evaluación Estructural de Pieza Híbrida de Acero/CFRP Mediante Modelo de Daño Progresivo y Modelo de Zona Cohesiva

Área de la Ciencia:

• Ciencia de Materiales
• Ingeniería Mecánica
• Ingeniería Automotriz

Sus antecedentes:

• El plástico reforzado con fibra de carbono (CFRP) es un material ligero clave en la industria aeroespacial.
• El sector automotriz utiliza cada vez más composites para reducir el peso de los vehículos.
• Las piezas híbridas de acero/CFRP ofrecen un equilibrio entre reducción de peso y alta resistencia.

Objetivo del estudio:

• Evaluar el rendimiento de impacto de las piezas híbridas de acero/CFRP.
• Validar modelos de materiales para predecir el comportamiento de la pieza híbrida bajo colisión.
• Comparar los resultados de la simulación con datos experimentales para determinar la precisión.

Principales métodos:

• Se probaron las propiedades mecánicas del acero a varias velocidades de deformación.
• Se evaluaron las propiedades del material CFRP en las direcciones de tracción y compresión.
• Se evaluaron las propiedades cohesivas de la película adhesiva bajo carga normal y de cizallamiento.
• Se realizó un análisis de impacto utilizando Johnson-Cook, Análisis de Daño Progresivo (PDA) y Modelos de Zona Cohesiva (CZM).

Principales resultados:

• Se determinaron las propiedades del material para las interfaces de acero, CFRP y adhesivo.
• El análisis de impacto predijo el comportamiento y la resistencia de las piezas híbridas de acero/CFRP durante las colisiones.
• Los resultados de la simulación se validaron con éxito frente a datos experimentales.

Conclusiones:

• El estudio evaluó con éxito las piezas híbridas de acero/CFRP utilizando modelos avanzados de materiales.
• Los modelos validados predicen con precisión el rendimiento de estos componentes híbridos bajo impacto.
• Esta investigación apoya la aplicación de híbridos de acero/CFRP para la reducción de peso y la seguridad en automoción.