Análisis y simulación mediante elementos finitos del comportamiento del caucho reciclado sometido a impactos

Abstract

En este trabajo de título se realiza un análisis y simulación mediante elementos finitos del comportamiento del caucho reciclado sometido a impactos, con el fin de promover el reciclaje de este material, dándole así nuevos usos, como por ejemplo: piso de gimnasios, piso de talleres industriales, parques para niños, entre otros. Esto, debido a sus propiedades mecánicas como material hiperelástico. El modelo analizado es una modificación de la norma ACI 544 (Prueba de impacto con caída de peso), esta modificación fue realizada con el fin de simplificar la simulación en ANSYS, consistiendo en ubicar caucho reciclado sobre un testigo de hormigón y cambiando la energía potencial del martillo a cinética en la bola de acero. La metodología del presente trabajo considera el uso del software de elementos finitos ANSYS, para realizar un análisis explícito del caucho reciclado sometido a impactos, modelado como un material de Mooney- Rivlin de dos variables, además de la utilización de la norma ACI (Instituto Americano del Concreto) como guía para establecer el modelo. En base a los resultados, se concluye que utilizar caucho reciclado disminuye significativamente el impacto que recibe el hormigón, estos se pueden modelar como una curva de decaimiento exponencial. Además, se determina que el impacto varia con la dureza y el espesor del caucho reciclado, disminuyendo cuando se aumenta el espesor y cuando se disminuye la dureza. In this title work, an analysis and simulation are carried out using finite elements of the behavior of recycled rubber subjected to impacts, in order to promote the recycling of this material, thus giving it new uses, such as: gym floors, workshop floors, playgrounds, among others. This, due to its mechanical properties as a hyperelastic material. The analyzed model is a modification of the ACI 544 standard (Impact test with weight drop), this modification was made in order to simplify the simulation in ANSYS, consisting of placing recycled rubber on a concrete core and changing the potential energy from the hammer to kinetics on the steel ball. The methodology of this work considers the use of the finite element software ANSYS, to carry out an explicit analysis of the recycled rubber subjected to impacts, modeled as a Mooney-Rivlin material with two variables, in addition to the use of the ACI standard (American Institute of Concrete) as a guide to establish the model. Based on the results, it is concluded that using recycled rubber significantly reduces the impact received by the concrete, these can be modeled as an exponential decay curve. In addition, it is determined that the impact varies with the hardness and thickness of the recycled rubber, decreasing when the thickness is increased and when the hardness is decreased.