Estudio a la fatiga de material compuesto de matriz polimérica reforzado con fibras de kevlar bajo ensayos por flexión alternativa

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dc.contributor.advisorPertuz Comas, Alberto David
dc.contributor.advisorDíaz Rodríguez, Jorge Guillermo
dc.contributor.authorNiño Álvarez, Nixon Yesid
dc.contributor.authorMeneses Duran, Oscar Javier
dc.date.accessioned2024-03-04T00:44:35Z
dc.date.available2020
dc.date.available2024-03-04T00:44:35Z
dc.date.created2020
dc.date.issued2020
dc.description.abstractEn este trabajo se estudió el comportamiento mecánico a fatiga de un material compuesto bajo ensayos por flexión alternativa. El material fue obtenido por manufactura aditiva (AM) mediante modelado por deposición fundida (FDM) el cual consiste de una matriz polimérica de onyx® con refuerzo de fibra contínua de kevlar. El onyx® a su vez es una matriz de nylon reforzada con fibra corta de carbono. Para este material compuesto se evaluaron las propiedades mecánicas como módulo de elasticidad a flexión y resistencia a la flexión y se obtuvo la curva de esfuerzo contra número de ciclos (S-N). También se realizó un modelo numérico del material compuesto en el software de elementos finitos Ansys y se compararon los resultados numéricos y experimentales. Para la caracterización de las propiedades mecánicas y el estudio de fatiga se realizaron ensayos de flexión bajo carga estática y dinámica. Las normas empleadas fueron la ASTM D6272-17 (Standard Test Method for Flexural Properties of Unreinforced and Reinforced Plastics and Electrical Insulating Materials by Four Point Bending) para los ensayos estáticos y la ASTM D7774-17 (Standard Test Method for Flexural Fatigue Properties of Plastics) para los ensayos dinámicos o de fatiga. Los resultados mostraron que el material compuesto presenta un módulo de elasticidad a flexión (E) de 4372.3 MPa, y un esfuerzo ultimo a flexión (de 109.9 MPa. La comparación entre el modelo numérico y el ensayo real evidenció que los resultados obtenidos en el software ANSYS se acercan bastante a los valores experimentales, siendo este una alternativa útil para el estudio de materiales compuestos.
dc.description.abstractenglishIn this work, the mechanical behavior of fatigue of composite material under alternative bending tests was studied. The material was obtained by additive manufacturing (AM) by fused deposition modeling (FDM) which consists of an onyx® polymeric matrix with continuous kevlar fiber reinforcement. The onyx® in turn is a nylon matrix reinforced with short carbon fiber. For this composite material, the mechanical properties were evaluated as modulus of elasticity to flexion and resistance to flexion, and the stress curve against the number of cycles (S-N) was obtained. It was also carried out a numerical model of the composite material in the Ansys finite element software and the numerical and experimental results were compared. For the characterization of the mechanical properties and the study of fatigue, bending tests under static and dynamic load was carried out. The standards used were ASTM D6272-17 (Standard Test Method for Flexural Properties of Unreinforced and Reinforced Plastics and Electrical Insulating Materials by Four-Point Bending) for static tests and ASTM D7774-17 (Standard Test Method for Flexural Fatigue Properties of Plastics) for dynamic or fatigue tests. The results showed that the composite material has a flexural modulus of elasticity (E) oand the real test showed that the results obtained in the ANSYS software are quite close to the experimental values, being this a useful alternative for the study of composite materials.
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameIngeniero Mecánico
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/40283
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingenierías Fisicomecánicas
dc.publisher.programIngeniería Mecánica
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Mecánica
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
dc.subjectfatiga
dc.subjectEnsayo de flexión
dc.subjectMateriales compuestos
dc.subjectManufactura aditiva
dc.subjectModelado por deposición fundida
dc.subject.keywordfatigue
dc.subject.keywordBending test
dc.subject.keywordComposite materials
dc.subject.keywordAdditive manufacturing
dc.subject.keywordFused deposition modeling
dc.titleEstudio a la fatiga de material compuesto de matriz polimérica reforzado con fibras de kevlar bajo ensayos por flexión alternativa
dc.title.englishFatigue study of kevlar fiber reinforced polymer matrix composite material under alternative bending tests*
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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