MAPA CONCEPTUAL 1

Ana Maria Aristizabal Valencia.

Influencia de tensiones residuales térmicas en la vibración libre de laminados reforzados.

Influence of thermal residual stresses on the free vibration of reinforced laminates.

tomado de: Martha L. Sánchez a, Gil Capote b& Julián Carrillo a

a Programa de Ingeniería Civil, Universidad Militar Nueva Granada, Bogotá, Colombia.

b Departamento de Física, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá, Colombia.

octubre (2017).

El obetivo de los ensayos recopilados en este articulo fue evalúar el efecto de las tensiones residuales térmicas sobre la vibración libre de placas con diferentes tipos de refuerzos en forma experimental y numérica. Se utilizó un laminado cuadrado de 350 mm de ancho, simétrico, de carbono de baja rigidez y con un alto coeficiente de expansión térmica. Se estudiaron dos series de laminados, en los que se variaron las condiciones de curado de los refuerzos:

-laminados reforzados sin tensiones residuales térmicas.

-laminados con tensiones residuales térmicas en el material.

Proceso: Para lograr la excitación, se utilizó un martillo de impacto modelo PCB 086C03 de masa 0,16 kg, 21,6 cm de longitud, ± 2224 N rango de medición pk y frecuencia de resonancia ≥22 kHz. Se conectó una celda de carga al extremo del martillo para registrar el impacto aplicado. Para medir la respuesta de la placa, se colocaron acelerómetros en la superficie de la placa. La señal capturada por los acelerómetros se envió a una señal dinámica modelo acondicionador PCB 480E09, que amplifica la señal y la envió al modelo de analizador de HP 35 665 A. El analizador recibido y señales procesa y determina las frecuencias naturales de vibración libre usando un algoritmo interno basado en el uso de la transformada rápida de Fourier (FFT).

-Etapa 1: Colocación del acelerómetro en el punto de excitación.

-Etapa 2: excitación de la estructura con un martillo. Las señales generadas fueron amplificadas

-Etapa 3: Se tomaron señales amplificadas al analizador de señal. Esto calcula el espectro de Fourier y determina la función de respuesta

Etapa 4: la excitación se repitió el número predeterminado de veces. El analizador promedia el valor de las funciones obtenidas en cada prueba. En este estudio, se establecieron 50 impactos de martillo para cada prueba.

resultados

MODELO NUMÉRICO.

Los valores promedio se determinaron a partir de los valores obtenidos experimentalmente para los cuatro modos de vibración libre de las placas analizadas, para compararlos con los valores informados por el modelo numérico. El error máximo entre los resultados fue del 17%.

se evaluaron diferentes rangos de temperaturas entre la temperatura del servicio (22 ° C) y la temperatura de procesamiento del laminado (177 ° C). De esta forma, se obtuvo el comportamiento de mapeo de la forma del modo dependiendo del gradiente térmico que se genera en el material.

MODELO EXPERIMENTAL.

Analizando la variación de las frecuencias naturales de vibración libre con la diferencia en la temperatura, se puede observar que al generar un gradiente de temperatura de 155 ° C, un aumento de aproximadamente 35% en el valor característico de la primera frecuencia natural de vibración libre ocurrieron en todas las placas estudiadas, independientemente del tipo de refuerzo utilizado. El aumento en los otros modos estudiados no excedió el 20% para placas con refuerzo perimetral, pero puede alcanzar casi el 30% en placas con refuerzos laterales. Los resultados obtenidos están respaldados por los presentados por Almeida y Hansen [16], donde los incrementos en los resultados determinaron numéricamente hasta 50% para el valor de la primera frecuencia natural de vibración libre para grafito / epoxi laminado reforzado y aproximadamente 20% para los otros modos estudiados fueron informados.

RECOMENDACION.

importante señalar que el diseño adecuado de las estructuras compuestas requiere un análisis exhaustivo del comportamiento global de la estructura, en el que los parámetros importantes que intervienen son las propiedades de los materiales constituyentes, la orientación de las láminas, la posición geométrica de la estructura. refuerzos y el proceso de fabricación utilizado. La selección adecuada de la temperatura y el tipo de procesamiento juega un papel importante en la reducción de la posible aparición de falla prematura de las placas laminadas.