Estudio numérico-experimental de las propiedades mecánicas de materiales compuestos de matriz epóxica y refuerzo de fibra de vidrio unidireccional

Abstract

El presente trabajo de título estudia numérica y experimentalmente las propiedades mecánicas de materiales compuestos de matriz epóxica y refuerzo de fibra de vidrio unidireccional elaborados mediante dos técnicas de fabricación: el moldeo por contacto manual y la infusión de resina asistida por vacío. Las tareas realizadas incluyen el diseño de las probetas, el proceso de fabricación, la realización de ensayos para determinar las características a ser comparadas entre ambas técnicas, y la modelación mediante el Método de Elementos Finitos (MEF) a través de un software comercial. La fase experimental comprende la realización de ensayos de tracción, la estimación de las proporciones de fibra-resina mediante incineración, y el cálculo de porosidad del material a través de la diferencia entre la densidad teórica y la real. Los resultados experimentales indican que el laminado manual presenta menores prestaciones mecánicas que las obtenidas mediante el laminado por infusión asistida por vacío. Asimismo esta última técnica presenta mayor proporción fibra-resina y mejor acabado superficial. La modelación mediante el módulo de ANSYS Material Designer permite estimar con sencillez propiedades mecánicas de materiales compuestos en varias configuraciones clásicas, y devuelve los datos de un material homogéneo que bien pueden ser enlazado con otros módulos. La contrastación de los resultados obtenidos en la fase experimental con los datos arrojados por la modelación indica que es una herramienta útil para determinar las propiedades elásticas del material compuesto, permitiendo a su vez reducir tiempos y costos asociados al desarrollo experimental.