Estudio sobre el efecto del tufting en estructuras tipo sandwich
- Autores: Anamaría Henao
- Directores de la Tesis: Antonio Miravete de Marco (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Zaragoza ( España ) en 2011
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Manuel Melis Maynar (presid.), Jesús Cuartero Salafranca (secret.), Enrique Barbero Pozuelo (voc.), Alejandro Ureña (voc.), Luis Castejón Herrer (voc.)
- Materias:
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- Resumen
Este estudio se enfoca en evaluar los beneficios que conlleva la inserción de fibras a través del espesor sobre las propiedades mecánicas de las estructuras tipo sándwich, utilizando la técnica del tufting, debido a las ventajas que tiene este proceso sobre métodos como el stitching o el z-pin, que requieren tecnologías mas complejas y costosas El Tufting es una tecnología que aplica refuerzo de fibra en la dirección z, con el objetivo de mejorar la resistencia a cortante y a la delaminación de la estructura. Este método consiste en insertar una hebra a través de las telas secas, usando una aguja, que después de la inserción, retorna por la misma trayectoria por la que ha entrado dejando un bucle de la hebra en el lado opuesto de la estructura.
Durante la fase experimental de este estudio, estructuras tipo sándwich con núcleos de espuma de celda cerrada y pieles de fibra de vidrio y fibra de carbono fueron cosidas en estado seco con fibra de vidrio por medio del proceso de tufting. Posteriormente estas estructuras se impregnaron por medio del método de moldeo por transferencia de resina asistido por vacío (VARTM).
Se llevaron a cabo tres tipos de ensayos mecánicos: ensayo a flexión, ensayo a compresión y ensayo de impacto. Con el propósito de evaluar el comportamiento de los sándwiches cosidos bajo diferentes condiciones de carga.
Así mismo se llevo a cabo estudios por medio del método de elementos finitos, con el objetivo de predecir el comportamiento de estructuras tipo sándwich con tufting cuando se someten a flexión a tres puntos.
Por ultimo, se aplicaron estructuras tipo sándwich cosidas en las vigas de un paso superior peatonal.
Los resultados obtenidos durante este estudio, han mostrado que la solicitación óptima de este tipo de estructuras se presenta bajo cargas a flexión con refuerzos a 45º, en donde el incremento de las propiedades con respecto a los sándwiches sin coser es bastante considerable. Sin embargo para el caso de cargas compresión en la dirección paralela a las pieles, el incremento obtenido es mínimo cuando se consideran las propiedades específicas, ya que el aumento en las propiedades de la estructura no compensa el incremento de la masa inherente al proceso de tufting. Este estudio también demostró la capacidad que tiene el tufting para evitar la delaminación en estructuras sometidas a impacto. Sin embargo, la inserción de fibras a través del espesor rigidiza la estructura, produciendo fallos mas catastróficos.
El desarrollo de la tesis ha brindado como principal aportación un estudio global y completo sobre el comportamiento mecánico de las estructuras tipo sándwich con tufting, gracias a un exhaustivo estudio experimental, acompañado por un estudio numérico, que permitirá el uso optimizado de este tipo de estructuras en diversas aplicaciones.
