Determinación de las deformaciones térmicas en probetas de materiales compuestos con doble curvatura

Abstract

En este trabajo se comprueba la fiabilidad de una técnica para determinar las deformaciones en laminados con doble curvatura sometidos a una variación de temperatura mediante modelos de elementos finitos (modelos MEF). Esta técnica considera las limitaciones de los elementos planos tipo shell a la hora de precedir las deformaciones termoelásticas de los tramos curvos del laminado, y modifica sus propiedades térmicas atendiendo a la curvatura de cada lámina. Se han simulado cuatro piezas distintas, una de ellas con curvatura simple: empleando como referencia modelos MEF con elementos sólidos, se ha determinado la precisión obtenida con modelos MEF que emplean elementos shell con propiedades alteradas por la curvatura. Para el cálculo de estas propiedades aparentes, se han tomado como referencia los resultados de los modelos con curvatura simple. Estas piezas se han construido con laminados homogéneos de refuerzo unidireccional orientado a 0º, 90º y 45º. Se comprueba que la precisión obtenida está influencia por el material y las características geométricas de la pieza.

This work tests the reliability of a technique to determine the deformations in laminates with double curvature subjected to temperature variations using finite element models (FE models). This technique takes into account the limitations of the flat shell elements in predicting the thermoelastic deformations of the curved sections of the laminate and modifies their thermal properties according to the curvature of each layer. Four different parts have been simulated, one of them with simple curvature: using as reference FE models with solid elements, the accuracy obtained with FE models using shell elements with properties altered by the curvature is determined. For the calculation of these apparent properties, the results of the simple curvature models have been taken as a reference. These parts have been built with homogeneous laminates with unidirectional reinforcement oriented at 0º, 90º and 45º. It is proved that the accuracy obtained is influenced by the material and the geometrical characteristics of the part.