Resumen de Análisis del proceso de fractura en poliamida 6 reforzada con fibra de vidrio corta en condiciones entalladas: aspectos microestructurales y determinación de cargas de rotura mediante métodos tensionales y energéticos

Francisco Tomás Ibáñez Gutiérrez

• español

  Desde mediados del siglo XX, el uso de materiales plásticos reforzados con fibras no ha dejado de crecer en aplicaciones de ingeniería, industria y construcción, sustituyendo así a otros materiales debido a su fácil fabricación y sus buenas propiedades mecánicas. En esta Tesis Doctoral se proporciona un completo análisis a fractura de la poliamida 6 reforzada con fibra de vidrio corta (SGFR-PA6, Short Glass Fibre Reinforced Polyamide 6) en condiciones entalladas.

  En este trabajo se pretende calibrar y validar el uso de metodologías como la Teoría de las Distancias Críticas (TDC) y el criterio de la Densidad de Energía de Deformación (SED, Strain Energy Density) que permitan predecir el verdadero comportamiento en fractura de SGFR-PA6, ya que la Mecánica de la Fractura tradicional no tiene en cuenta la relajación del campo tensional en el fondo de entalla, dando lugar a cálculos conservadores. Se han considerado 125 probetas de fractura, combinando 5 contenidos de fibra y 5 radios de entalla.

  Asimismo, se analiza el efecto de contenido de fibra en la resistencia a fractura y se lleva a cabo un estudio detallado de los micromecanismos de fractura mediante el SEM (Scanning Electron Microscope). Por último, se realizan evaluaciones de integridad estructural combinando los Diagramas de Fallo (FAD, Failure Assessment Diagrams) y la corrección por efecto entalla proporcionada por la TDC.

• English

  Since the mid-20th century, fibre reinforced composite materials constitute an important class of technical plastics which are replacing other materials in engineering, industrial and construction components due to their easy fabrication and good mechanical properties. The present PhD Thesis includes a complete analysis of fracture processes in notched Short Glass Fibre Reinforced Polyamide 6 (SGFR-PA6).

  It is intended to calibrate and validate the use of methodologies such as the Theory of Critical Distances (TCD) and the Strain Energy Density Criterion (SED) that allows the real fracture behaviour of SGFR-PA6 to be estimated, given that Fracture Mechanics does not consider the stress relaxation at the notch tip and, thus, provides over-conservative results. A total amount of 125 fracture tests were performed, combining 5 different fibre contents and 5 notch radii.

  In addition, this work analyses the effect of the fibre content on the fracture resistance and a complete SEM (Scanning Electron Microscope) analysis of the fracture micromechanisms is performed. Finally, the Failure Assessment Diagrams (FAD) methodology is used for structural integrity assessments, introducing a notch correction provided by the TCD.