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Investigación de las propiedades de fractura interlaminar de materiales compuestos laminados a base de prepregs modificados con nanotubos de varbono y grafeno
JULIO ALEJANDRO RODRIGUEZ GONZALEZ
CARLOS RUBIO GONZALEZ
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial
COMPUESTOS LAMINADOS
La delaminación ha sido reconocida como una de los modos de falla más comunes en componentes estructurales fabricados de materiales compuestos laminados reforzados con fibras. A partir de esto y al reciente incremento en el uso de estos materiales en innumerables aplicaciones, la necesidad de desarrollar nuevos materiales con mejores propiedades ha cobrado una mayor importancia en los últimos años. Particularmente en aplicaciones donde la resistencia a la fractura interlaminar es de alta importancia para el diseño, como en la industria aeronáutica, automotriz y energía. Por tal motivo, el presente trabajo está enfocado en mejorar las propiedades de fractura interlaminar de materiales compuestos laminados a base de pre-impregnados de fibra de carbono unidireccional y resina epóxica así como en estudiar el efecto del envejecimiento del agua de mar en dichas propiedades interlaminares. Adicionalmente, se investiga la respuesta piezorresistiva de un material compuesto laminado fabricado de fibra de vidrio reforzado con nanotubos de carbono y resina epóxica ante carga a flexión con el fin de proveer la posibilidad de monitoreo de salud estructural de estos materiales en aplicaciones estructurales. La mejora en las propiedades de fractura interlaminar de los laminados se consigue mediante la incorporación adecuada de nanotubos de carbono y grafeno en su interface central. Esta adición de nanoestructuras de carbono en la interface de los laminados permite la formación de mecanismos de endurecimiento capaces de aumentar la resistencia contra la delaminación incluso si los materiales han sido semetidos a degradación por agua de mar. Por ejemplo, los resultados de los ensayos de fractura mostraron que la tenacidad a la fractura interlaminar modo I y modo II de los compuestos laminados pueden ser mejoradas cuando se les incorporan nanotubos de carbono en su interface a un contenido en peso relativamente bajo (0.05%). Del mismo modo, los resultados de los ensayos de fractura modo mixto mostraron que la adición de nanotubos de carbono puede efectivamente mejorar la tenacidad a la fractura interlaminar modo mixto I/II de los compuestos laminados. Por otro lado, se encontró que las propiedades de fractura interlaminar de los compuestos laminados están fuertemente influenciadas por el efecto del envejecimiento de agua de mar debido a la plastificación de la matriz polimérica. Finalmente, se demostró que los materiales compuestos laminados reforzados con fibras de vidrio.
2019-02
Tesis de doctorado
Español
MX
Público en general
PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
Aparece en las colecciones: Materiales compuestos

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