Evaluación de las tensiones y deformaciones residuales en uniones solapadas de termoplásticos mediante soldadura por resistencia

Abstract

El objetivo del presente proyecto es analizar el comportamiento ante distintos tipos de cargas de un material termoplástico. Para todos los ensayos se ha utilizado fibra de vidrio 8HS con resina PPS (Sulfuro de polifenileno). El material se nos proporciona en dos formas, por un lado, el material soldado mediante soldadura por resistencia, con el que analizaremos el comportamiento estático y dinámico del mismo. Por otro lado, el material sin soldar con el que realizaremos la caracterización del mismo, calculando su módulo elástico y su coeficiente de Poisson, datos que nos serán útiles en otros estudios realizados. Todos los ensayos han sido realizados en la Universidad de Sevilla. Para los ensayos estáticos utilizamos tres tipos de geometrías distintas según la norma UNE-EN ISO 527:4 y comparamos los resultados de cada una de ellas. Uno de los datos importantes que obtenemos es la carga estática de rotura que nos será muy útil para los ensayos dinámicos. En los ensayos de fatiga utilizamos un solo tipo de geometría de la probeta con R=0.1. Vamos variando la carga máxima a la que se somete teniendo en cuenta siempre que no podemos sobrepasar el 100% de la carga estática del material calculada en los ensayos anteriores. De estos ensayos se concluye que la vida infinita del material se alcanza al 55% de la carga estática. Otro análisis importante que realizamos al material es el cálculo de las posibles tensiones residuales a las que se encuentre sometido. Para ello nos hace falta la caracterización del material, con la que calculamos el módulo elástico en ambas direcciones del mismo y el coeficiente de Poisson. Procediendo mediante un método de relajación del material y con los datos anteriormente calculados obtenemos los resultados de tensiones residuales debidas a la soldadura. Finalizando en la conclusión de que el material se encuentra bajo la acción de las tensiones residuales pero son tan pequeñas que se pueden considerar despreciables frente a la resistencia a tracción del mismo.

The objective of this project is to analyze the behaviour of different types of loads of a thermoplastic material. For all tests was used fiber glass 8HS PPS resin (polyphenylene sulfide). The material is provided in two forms, firstly, the welded material by resistance welding, used analyze the static and dynamic behaviour thereof. Furthermore, the unwelded material that we will characterize the same, calculating the elastic modulus and Poisson's ratio, data that will be useful in other studies. All tests were carried out at the University of Seville. For static tests use three types of different geometries according to the UNE-EN ISO 527: 4 and compare the results of each. One of the important information we get is the static breaking load will be very useful for the dynamic tests. In the fatigue tests use a single type of geometry of the specimen with R = 0.1. Let varying the maximum load to which it is subjected while taking into account that we cannot exceed 100% of the static load of the material calculated in previous trials. From these tests it was concluded that the infinite life of the material is reached at 55% of the static load. Another important analysis conducted material is the calculation of any residual stresses to which you are subjected. To do this we need the characterization of the material, with which we calculate the elastic modulus thereof in both directions and Poisson's ratio. Proceeding by a method of relaxation of the material and obtain the data previously calculated results of residual stress due to welding. Ending at the conclusion that the material is under the influence of residual stresses but are so small they can be considered negligible compared to the tensile strength of the same.