Evaluación de la resistencia/peso en una viga de material compuesto híbrido con fibras de algodón/vidrio

• Secundino Delgado, Manuel ^[1] ; Sebastián Cruz, Dariana Ayli ^[1] ; Muñoz Martínez , Marcela ^[2] ; Estrada Ramírez , Evelyn ^[1] ; Mauricio Jiménez , Erik Daniel ^[1] ; Alcudia Zacarias , Enrique ^[1] ; Paz González , Juan Antonio ^[1] ; Paz González , Mauricio Leonel ^[1] ; Ruíz Ochoa, Juan Antonio ^[1]
  1. [1] Universidad Autónoma de Baja California

     Universidad Autónoma de Baja California

     México

     
  2. [2] Facultad de Ciencias de la Ingeniería y Tecnología
• Localización: Revista de Ciencias Tecnológicas, ISSN 2594-1925, Vol. 6, Nº. 4, 2023 (Ejemplar dedicado a: October-December; e263), págs. 1-17
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Strength-to-weight ratio assessment of a cotton-glass fibers hybrid composite beam
• Enlaces
  • Texto completo (pdf)
• Resumen
  • español

    En este trabajo se presenta resultados sobre la evaluación de la resistencia/peso en una viga tipo I de material compuesto híbrido con fibras de algodón/vidrio (64% fibras de algodón y 36% fibras de vidrio). Se realizaron simulaciones numéricas a flexión a través del programa ANSYS y una prueba experimental a flexión en la máquina de ensayos Shimadzu AG-Xplus 100kN. Los resultados mostraron que es posible obtener una geometría optimizada dentro de la viga a través de la remoción estratégica de zonas de material sin comprometer la integridad estructural. Además, la prueba experimental a flexión en la viga de material compuesto mostró un valor superior en la relación de resistencia/peso (44) en comparación con la viga optimizada de aluminio 6061-T6 (39.65); este comportamiento se atribuye a que los materiales compuestos reforzados con fibras son generalmente menos densos en comparación con los metales, y a la distribución de las fibras de algodón y vidrio dentro de la viga.

  • English

    In this work, the strength-to-weight ratio on I-beam of a cotton-glass fibers hybrid composite (64% cotton fibers and 36% glass fibers) was assessed. Numerical simulations were carried out under flexural loads and a flexural test were carried out using a Shimadzu AG-X plus 100kN testing machine. The results showed that it is possible to obtain an optimized geometry within the beam through the strategic removal of material zones without compromising the structural integrity. Furthermore, the flexural test on the composite beam showed a higher value in the strength/weight ratio (44) compared to the optimized 6061-T6 aluminum beam (39.65); this behavior can be explained because fiber-reinforced composites are generally less dense compared to metals, and to the distribution of cotton and glass fibers within the beam.