Caracterización de espuma de carbono de diferentes densidades en estructuras compuestas / [recurso electrónico] / Carlos Fabián González León ; director, Emmanuel Santiago Durazo Romero ; codirector, Alejandro Sebastián Ortiz Pérez
Tipo de material:
TextoDetalles de publicación: Mexicali, Baja California, 2022Descripción: 1 recurso en línea, 128 p. ; il. col., gráficas, fotsTema(s): Materiales compuestos -- Propiedades mecánicas -- Tesis y disertaciones académicas | Compuestos poliméricos -- Tesis y disertaciones académicas | Compuestos de carbono -- Tesis y disertaciones académicasClasificación LoC:TA418.9.C6 | G65 2022Recursos en línea: Tesis Digital
Nota de disertación: Tesis (Maestría)--Universidad Autónoma de Baja California, Facultad de Ingeniería, Mexicali, 2022. Resumen: Este trabajo de investigación presenta el análisis del comportamiento mecánico de materiales de
espuma de carbono (FOAM 20 y FOAM 25), utilizado en procesos de manufactura en la industria
aeroespacial, automotriz, entre otros, ya que su alta maquinabilidad, así como la posibilidad de
variar su densidad a las necesidades requeridas, lo hacen un material con múltiples aplicaciones
estructurales. Para lo anterior, se fabricaron probetas de prueba laminadas con estructura tipo
sándwich; utilizando como núcleo la espuma de carbono. Las probetas se fabricaron con secciones
rectangulares de acuerdo con la norma y una vez terminadas se llevaron hasta la falla por medio
de la aplicación de cargas en una máquina universal de prueba. Se realizaron un total de veinte
pruebas mecánicas entre tensión y compresión para los dos tipos de FOAM, que se diferencian
entre sí, por tener diferente densidad. De los ensayos mecánicos realizados se obtuvieron valores
promedio máximo de esfuerzos, los que se compararon con valores de corridas de simulación de
un modelo bidimensional al cual se le aplicaron las cargas máximas promedio obtenidas en cada
una de las pruebas y en cada tipo de material. El FOAM es un material poroso, por lo cual se
comporta como un material anisotrópico. Como resultado en el modelado de los poros se incorporó
una aproximación de las dimensiones de los mismos teniendo en consideración un patrón
geométrico definido. Los valores de las cargas máximas registradas al momento del fallo de las
probetas, tanto en las pruebas mecánicas de tensión y compresión, mostraron mayor resistencia
para el FOAM 25 que para el FOAM 20, esto se concluye que fue debido a la diferencia de
densidad de poros entre los materiales siendo el FOAM 25 un 20 % más denso que el FOAM 20
lo que representa una menor concentración de poros. El valor del esfuerzo mecánico promedio de
la prueba a tensión contra el simulado para el FOAM 20, resultó ser del 67 % entre lo experimental
y lo numérico, mientras que en la prueba de compresión fue del 63.9 %. Por otro lado, el valor del
esfuerzo promedio en la prueba a tensión contra el simulado para el FOAM 25 fue del 59 % y la
compresión fue de un 60 % de similitud. Es evidente que las propiedades de resistencia a la tensión
y a la compresión del FOAM, se incrementa directamente con el aumento de la densidad del
mismo.
| Tipo de ítem | Biblioteca actual | Colección | Signatura | Copia número | Estado | Fecha de vencimiento | Código de barras |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Tesis | Biblioteca Central Mexicali | Colección de Tesis | TA418.9.C6 G65 2022 (Browse shelf(Abre debajo)) | 1 | Disponible | MXL123762 |
Maestría y Doctorado en Ciencias e Ingeniería
Tesis (Maestría)--Universidad Autónoma de Baja California, Facultad de Ingeniería, Mexicali, 2022.
Incluye referencias bibliográficas
Este trabajo de investigación presenta el análisis del comportamiento mecánico de materiales de
espuma de carbono (FOAM 20 y FOAM 25), utilizado en procesos de manufactura en la industria
aeroespacial, automotriz, entre otros, ya que su alta maquinabilidad, así como la posibilidad de
variar su densidad a las necesidades requeridas, lo hacen un material con múltiples aplicaciones
estructurales. Para lo anterior, se fabricaron probetas de prueba laminadas con estructura tipo
sándwich; utilizando como núcleo la espuma de carbono. Las probetas se fabricaron con secciones
rectangulares de acuerdo con la norma y una vez terminadas se llevaron hasta la falla por medio
de la aplicación de cargas en una máquina universal de prueba. Se realizaron un total de veinte
pruebas mecánicas entre tensión y compresión para los dos tipos de FOAM, que se diferencian
entre sí, por tener diferente densidad. De los ensayos mecánicos realizados se obtuvieron valores
promedio máximo de esfuerzos, los que se compararon con valores de corridas de simulación de
un modelo bidimensional al cual se le aplicaron las cargas máximas promedio obtenidas en cada
una de las pruebas y en cada tipo de material. El FOAM es un material poroso, por lo cual se
comporta como un material anisotrópico. Como resultado en el modelado de los poros se incorporó
una aproximación de las dimensiones de los mismos teniendo en consideración un patrón
geométrico definido. Los valores de las cargas máximas registradas al momento del fallo de las
probetas, tanto en las pruebas mecánicas de tensión y compresión, mostraron mayor resistencia
para el FOAM 25 que para el FOAM 20, esto se concluye que fue debido a la diferencia de
densidad de poros entre los materiales siendo el FOAM 25 un 20 % más denso que el FOAM 20
lo que representa una menor concentración de poros. El valor del esfuerzo mecánico promedio de
la prueba a tensión contra el simulado para el FOAM 20, resultó ser del 67 % entre lo experimental
y lo numérico, mientras que en la prueba de compresión fue del 63.9 %. Por otro lado, el valor del
esfuerzo promedio en la prueba a tensión contra el simulado para el FOAM 25 fue del 59 % y la
compresión fue de un 60 % de similitud. Es evidente que las propiedades de resistencia a la tensión
y a la compresión del FOAM, se incrementa directamente con el aumento de la densidad del
mismo.
