Influencia de la velocidad de impacto en la delaminación generada por impactos transversales de baja velocidad en tejidos carbono-epoxi. Dependencia del comportamiento interlaminar del composite a la velocidad de propagación de grieta

Abstract

Los composites de matriz polimérica reforzados con tejido son materiales que por sus excelentes propiedades mecánicas específicas están llamados a ocupar un papel importante en el aligeramiento, necesario para reducir consumos y emisiones, de los vehículos de transporte. A día de hoy, sin embargo, su empleo en componentes tanto de automoción como ferroviarios está condicionado por su comportamiento frente a impactos de baja velocidad, una de las solicitaciones más restrictivas a las que son sometidos en estas aplicaciones. La resistencia al impacto y el comportamiento mecánico de los materiales compuestos a velocidades de deformación elevadas son por tanto, dos requerimientos de vital importancia en el desarrollo de este tipo de componentes. En esta tesis se ha llevado a cabo un estudio experimental sobre el comportamiento frente a impacto de un material compuesto de matriz epoxi y refuerzo de tejido de fibra de carbono fabricado por infusión. En primer lugar, se ha analizado y cuantificado la influencia de la velocidad de impacto en el daño generado sobre placas, tanto gruesas como delgadas. Y a continuación, se ha estudiado la influencia de la velocidad de deformación en el comportamiento interlaminar del composite. El trabajo realizado ha demostrado que el daño generado por impactos equienergéticos de baja velocidad sobre una determinada estructura composite depende de la velocidad de dicho impacto. Esta dependencia se asocia a la reducción de la tenacidad a la fractura interlaminar del material compuesto al aumentar su velocidad de deformación; algo que ha sido confirmado mediante la caracterización interlaminar en modo I y II del composite a diferentes velocidades de carga.

Karbono zuntzezko ehun bidez indartutako matrize polimerikodun material konposatuak, dituzten propietate espezifiko bikainak direla eta, garraio ibilgailuak arintzeko hautagai ezinobeak dira. Gaur egun, material konposatuen erabilera automozio eta trenbide sektoreetan abiadura baxuko talkarekiko erresistentziari loturik dago. Talkarekiko erresistentzia eta portaera mekanikoa deformazio abiadura handietan, ezinbesteko eskakizunak dira garraio ibilgailuen osagarrien garapenean. Tesi honetan, infusio bidez moldeatutako karbono-zuntzez indartutako epoxi matrizedun konposite baten talka portaera ikertu da esperimentalki. Lehenik eta behin, talka abiadurak materialean sorturiko kaltean duen eragina aztertu eta kuantifikatu da, bai plaka mehe zein lodietan. Ondoren, deformazio abiadurak materialaren portaera interlaminarrean duen eragina aztertu da. Burututako lanak, abiadura baxuko eta energia bereko talken eraginez materialean sortutako kaltea, talka abiaduraren menpekoa dela erakutsi du. Menpekotasun hau, konpositeak deformazio abiadura handietan jasaten duen zailtasun interlaminarraren murrizketari egotzi dakioke. Hau, karga abiadura ezberdinetan burututako materialaren karakterizazio interlaminarraren bidez baieztatu da, I eta II moduetan.