Estudio de la respuesta ante carga cíclica T-T de láminas ultradelgadas en probetas con taladro fabricadas con laminados cuasi-isótropos de material compuesto

Abstract

El presente trabajo nace con el objetivo de determinar la respuesta ante carga cíclica T-T de probetas con taladro fabricadas a partir de laminados cuasi-isótropos que contienen láminas ultradelgadas. Dicha respuesta tratará de establecer si el empleo de láminas ultradelgadas afecta o no al comportamiento de estructuras y componentes de material compuesto en presencia de un concentrador de tensiones, en este caso agujero. Para ello se emplea un material de fibra de carbono y resina epoxi para la fabricación de las probetas bajo cuya denominación es “NTPT THINPREGTM 402”. Con este objetivo, la organización de este Trabajo Fin de Máster se ha dividido en 5 capítulos. El primero introduce el estado del arte asociado al estudio de la respuesta de probetas con agujero de fibra de carbono, sometidas a carga cuasi-estática o cíclica de tracción. El segundo detalla la fabricación de las distintas probetas y laminados empleados en el presente estudio. El tercero consiste en la caracterización ante carga cuasi-estática de tracción, así como la observación de la aparición de daño a nivel macroscópico en el agujero y en el borde libre de la probeta. El cuarto capítulo analiza en detalle el comportamiento ante carga cíclica de tracción de los cuatro tipos de probetas estudiadas, empleándose como principal parámetro la determinación del área dañada mediante inspección por ultrasonidos. Finalmente, el quinto capítulo presenta las conclusiones del trabajo, así como los desarrollos futuros del mismo. Este trabajo incluye un minucioso proceso de fabricación que incluye el corte del preimpegnado, el apilado y posterior curado del laminado en una autoclave, el corte de las probetas y el taladrado de estas para obtener el agujero centrado, según las recomendaciones de la norma correspondiente. Los ensayos mecánicos han seguido igualmente las recomendaciones de las normativas para la caracterización de probetas de material compuesto con agujero ante cargas cuasi-estáticas y cíclicas de tracción. Finalmente se ha procedido a visualizar e inspeccionar el daño producido por dichas cargas mediante diversas técnicas, como el empleo de una cámara digital y un equipo de inspección por ultrasonidos.