Estudio del fenómeno de Spring-Back en piezas de material compuesto

Abstract

El gran auge de los materiales compuestos en el sector industrial debido a sus destacables propiedades y versatilidad, junto con el hecho de que es una tecnología aun en desarrollo de la cual no conocemos en gran profundidad su completo comportamiento y queda un gran potencial que aprovechar, ha provocado que sea a día de hoy el objeto de estudio de una gran parte de los proyectos académicos en el campo de la Elasticidad y la Resistencia de Materiales. Es por ello que este proyecto se centrará en el estudio de un fenómeno que aparece durante la fabricación de piezas de material compuesto, concretamente el fenómeno de Spring-back que se da durante el curado de piezas que contienen zonas curvas o codos. El Spring-back es un fenómeno que supone un importante problema a la hora de diseñar las piezas de material compuesto, pues genera deformaciones no deseadas durante el curado de la pieza que hace que las tolerancias dimensionales no sean muy precisas, uno de los principales problemas de los materiales compuestos actualmente. Para abordar este estudio se realizará un estudio numérico mediante elementos finitos con el software comercial MSC.Nastran-Patran, con la particularidad de que se probará la utilización de elementos planos tipo Shell. Para poder modelar con estos elementos correctamente las deformaciones provocadas por el Spring-back.

The huge rise in the use of composite materials in the industry due to their remarkable properties and adaptability, along with the fact that it is a new technology which is still developing and whose full potential is yet to be achieved, has caused them to be the object of study to many academic poyects within the field of Elasticity and Resistance of Materials. That is the reason why this project will be focused on the study of a particular phenomena which is caused during the fabrication of components made of composite materials, in particular the phenomena of Spring-back, which apears in parts containing curved elements in its geometry. Spring-back is a very important phenomena which has to be taken into account when designing parts made of composites, since it generates important non desirable deformations that cause dimensional tolerances to increase considerably. In order to tackle this objective, we will carry out a numeric study using the finite elements method with the comercial software MSC.Nastran-Patran. We will use plane Shell elements for the analysis. In order fot this elements to be able to recreate precisely the defromations caused by Spring-back it will be necessary to define some ficticious properties in certain parts of the model