Propagación de grietas en materiales compuestos de matriz polimérica reforzados con fibras e impresos por deposición fundida

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dc.contributor.advisorPertuz Comas, Alberto David
dc.contributor.advisorDíaz Rodríguez, Jorge Guillermo
dc.contributor.authorAriza González, Caleb Josué
dc.contributor.authorGarcía López, Daniel David
dc.contributor.evaluatorPinto Hernández, William
dc.contributor.evaluatorGonzález Estrada, Octavio Andrés
dc.date.accessioned2022-04-12T19:30:32Z
dc.date.available2022-04-12T19:30:32Z
dc.date.created2022-03-30
dc.date.issued2022-03-30
dc.description.abstractEl estudio presenta la apertura y propagación de grietas en materiales compuestos impresos en 3D. El material tiene una matriz de nailon con fibra de carbono corta incrustada y está reforzado con fibras continuas de Kevlar. Se realizaron ensayos de flexión en tres puntos a 5 probetas con diferentes espesores. Los ensayos fueron grabados digitalmente para obtener fotografías instantáneas y extraer, mediante técnicas de tratamiento de imágenes, los datos de carga, apertura y longitud de fisura. No existen estándares para el análisis de propagación de grietas asociados con los materiales compuestos fabricados mediante impresión 3D. Por lo tanto, se utilizó como guía la norma ASTM E-399, utilizada en materiales sólidos isotrópicos, y se eligió el tipo de espécimen SENT. El límite de crecimiento de fisura se estimó en 8,5 N/mm y la apertura de fisura en 10 N/mm. Además, el análisis de microscopía identificó la fractografía del material según las zonas de los especímenes (inicio de grieta, transición y ruptura final). Los mecanismos de falla observados fueron el agrietamiento de la matriz, el desprendimiento de fibras-matriz y rotura de fibras.
dc.description.abstractenglishThe study presents the opening and propagation of cracks in composite materials printed in 3D. The material has a nylon matrix with embedded short carbon fiber and is reinforced with continuous Kevlar fibers. Three-point bending tests were performed on 5 specimens with different thicknesses. Tests were digitally recorded to obtain instant photographs and extract, through image treatment techniques, the load, opening, and crack length data. There are no standards for crack propagation analysis associated with composite materials manufactured by 3D printing. So, the ASTM E-399 standard, used in isotropic solid materials, was used as a guide, and the SENT type of specimen was chosen. The crack growth limit was estimated at 8.5 N/mm, and the crack opening at 10 N/mm. Additionally, microscopy analysis identified the material's fractography according to the specimens' zones (crack initiation, transition, and final rupture). The failure mechanisms observed were matrix cracking, fiber pull-out, and break.
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/20.500.14071/9840
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeníerias Fisicomecánicas
dc.publisher.programIngeniería Mecánica
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Mecánica
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
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-nd/4.0/
dc.subjectEnsayo de flexión
dc.subjectmateriales compuestos
dc.subjectmanufactura aditiva
dc.subjectpropagación de grieta
dc.subject.keywordFlexural test
dc.subject.keywordcomposite materials
dc.subject.keywordadditive manufacturing
dc.subject.keywordcrack propagation
dc.titlePropagación de grietas en materiales compuestos de matriz polimérica reforzados con fibras e impresos por deposición fundida
dc.title.englishCrack propagation in fiber-reinforced polymer matrix composites printed by fused deposition
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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Ingeniería Mecánica