Mecanismos de Fallo por Compresión en Laminados NCF con Defectos de Doble Agujero

Área de la Ciencia:

• Ciencia de Materiales; Ingeniería Mecánica; Materiales Compuestos

Sus antecedentes:

• Los compuestos de tejido no acanalado (NCF) son materiales avanzados utilizados en diversas aplicaciones estructurales.; La comprensión del comportamiento mecánico de los compuestos con agujeros bajo compresión es fundamental para el diseño.; Estudios previos han explorado diversos aspectos del fallo de los compuestos, pero el modelado detallado de OHC en NCF requiere una mayor investigación.

Objetivo del estudio:

• Investigar el efecto de la orientación y el espaciado de los agujeros en la resistencia a la compresión con agujero abierto (OHC) de laminados NCF.; Desarrollar y validar un modelo de daño progresivo que capture los mecanismos de fallo tanto intralaminar como interlaminar.; Establecer una correlación entre los parámetros geométricos y la resistencia y rigidez a la compresión de los laminados NCF.

Principales métodos:

• Pruebas experimentales de laminados NCF bajo compresión con configuraciones de agujeros variadas.; Microscopía electrónica de barrido (SEM) para el análisis del modo de fallo.; Análisis de elementos finitos (FEA) utilizando Abaqus con un modelo de daño progresivo que incorpora el criterio de Hashin y elementos cohesivos para la delaminación.

Principales resultados:

• La resistencia OHC se ve significativamente afectada por la orientación y el espaciado de los agujeros, observándose un notable umbral de espaciado.; La rigidez elástica aparente es en gran medida insensible a las variaciones en el espaciado y la orientación de los agujeros.; El modelo de elementos finitos desarrollado predijo con precisión el comportamiento elástico lineal seguido de un fallo catastrófico, coincidiendo con los datos experimentales.

Conclusiones:

• La geometría del agujero juega un papel crucial en el comportamiento de fallo por compresión de los laminados NCF.; Un modelo de daño integral que combina el fallo intralaminar e interlaminar es eficaz para predecir la respuesta OHC.; Los hallazgos proporcionan información valiosa para el diseño y análisis de estructuras compuestas con recortes.