Resumen

VANEGAS-JARAMILLO, Juan David; CRUZ-RIANO, Luis Javier  y  PATINO-ARCILA, Iván David. Modelo de fragmentación para comportamiento tensil de compuestos híbridos entremezclados y radio de mezclado óptimo. Rev.fac.ing.univ. Antioquia [online]. 2022, n.103, pp.96-115.  Epub 21-Feb-2022. ISSN 0120-6230.  https://doi.org/10.17533/udea.redin.20210423.

En este trabajo, se propone un modelo numérico de fragmentación para predecir la respuesta mecánica de compuestos híbridos entremezclados, unidireccionales bajo cargas de tensión. El modelo está basado en uno desarrollado previamente para compuestos unidireccionales considerando el número crítico de grietas de fibra y la corrección de la resistencia interfacial fibra-matriz. Se consideran los híbridos conformados por dos refuerzos y es evaluada la contribución energética de ambos durante el proceso de daño. Adicionalmente, la deformación unitaria pseudo-dúctil, la resistencia a fluencia y el nivel de degradación de cada refuerzo son estimados. El presente modelo es comparado con un modelo de falla progresiva y simulaciones micromecánicas por elementos finitos, obteniendo algunas similitudes en el comportamiento esfuerzo-deformación. Los resultados muestran que tanto el sub-compuesto de baja elongación como el de alta elongación experimentan una respuesta lineal a tensión donde las fibras permanecen intactas (IF), y fragmentación (FM) donde la rotura ocurre. El fenómeno de deslizamiento/separación (SS) surge en uno de los sub-compuestos cuando la saturación de grietas es alcanzada, y la falla ocurre cuando el otro experimenta saturación de grietas. Los resultados también muestran que los fenómenos IF, FM y SS están condicionados por el radio de mezcla de fibra, α. El modelo permite estimar el valor óptimo de α para el cual la máxima deformación unitaria pseudo-dúctil y efecto híbrido son alcanzados.

Palabras clave : Polímero; materiales compuestos; mecánica; fibras; modelos matemáticos.

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