6.2.1 Influencia de la l谩mina de Unifilo.
El ensayo SBS fue considerado adecuado para comparar dos materiales bajo un estado de tensiones predominado por tensiones de corte interlaminar, tanto cuasiest谩ticas como de fatiga. Fueron obtenidos constant life-time diagrams (CLDs) parciales para los laminados [02]S y [02/饾憟饾憶饾憱饾憮饾憱饾憴饾憸虆虆虆虆虆虆虆虆虆虆]S.
El compuesto con la l谩mina de Unifilo present贸 una menor resistencia SBS para los ensayos cuasiest谩ticos, as铆 como una menor performance en fatiga para las condiciones ensayadas. Se observ贸 porosidad en la l谩mina de Unifilo. La presencia de estas discontinuidades no permiti贸 afirmar que sea la l谩mina de Unifilo el 煤nico causante de la disminuci贸n de las propiedades evaluadas en el material.
6.2.2 Efecto de la frecuencia.
Fueron realizados ensayos cuasiest谩ticos y de fatiga SBS. El dispositivo SBS mostr贸 simplicidad para realizar ensayos con predominantes tensiones de corte interlaminar. Todas las probetas presentaron da帽o por corte interlaminar en la zona del eje neutro y da帽o localizado cerca del punz贸n de aplicaci贸n de carga y los soportes.
Las probetas ensayadas con los menores valores de 蟿a mostraron vidas a la fatiga entre 105 y 106 y no fueron observados aumentos de temperatura por encima del umbral de medici贸n. Las probetas ensayadas con los mayores valores de 蟿a resistieron aproximadamente 104 ciclos y sus aumentos de temperatura alcanzaron 7掳C a 10 Hz, 4掳C a 6 Hz y 1掳C tanto para 1 y 3 Hz.
El efecto de la frecuencia fue mayor a bajos niveles de 蟿a, a pesar de que el an谩lisis estad铆stico de los resultados indic贸 que las diferencias entre los valores medios de las vidas a la fatiga no eran significativas para las condiciones estudiadas.
Fractura M odo II
6.3
El material ensayado present贸 tanto falta de homogeneidad como presencia de defectos. Esto afect贸 tanto a las propiedades medidas en compresi贸n, flexi贸n y fractura Modo II. El ensayo 4ENF present贸 limitaciones para brindar valores de propagaci贸n en el material ensayado debido a su baja resistencia a la compresi贸n. Como consecuencia de la prematura falla por pandeo localizado en la zona pr贸xima a uno de los rodillos de carga, no se alcanzaron crecimientos estables mayores a 24 mm en ninguna probeta. El m茅todo de descargas parciales present贸 limitaciones para los ensayos realizados. Entre estas se puede nombrar las deformaciones que generan los ciclos de descargas
parciales que interfieren al momento de emplear criterios de iniciaci贸n como el NL y falta de linealidad tanto de la descarga como la recarga parcial.
El empleo de los rodillos con luz entre apoyos reducida pareci贸 resultar adecuado tanto para evaluar el efecto de la indentaci贸n como para corregir las mediciones de
compliance de las descargas por la incidencia de la compliance del sistema.
La dispersi贸n de los resultados fue mayor a la observada en la bibliograf铆a para materiales similares. 脡sta fue atribuida a la falta de homogeneidad y defectos del material.
La sobrestimaci贸n de los resultados obtenidos con los ensayos experimentales respecto de los dados por el modelo cl谩sico de vigas fue de aproximadamente un 50%. Aqu铆 tambi茅n se atribuy贸 la diferencia a las caracter铆sticas del material. No se observaron mayores diferencias entre el empleo del m贸dulo de compresi贸n y el m贸dulo de flexi贸n. No se descarta que la dispersi贸n de los resultados pueda encubrir una posible incidencia.
7
Estudio de propiedades interlaminares cuasiest谩ticas y de
fatiga SBS de compuestos laminados fibra metal (Arall y Glare)
En este cap铆tulo se describen los estudios llevados a cabo sobre dos tipos de FMLs: Arall y Glare. En la secci贸n de Introducci贸n se realiza un breve rese帽a sobre estos materiales, se describe la incidencia de las tensiones de corte interlaminar tanto en la resistencia est谩tica como por fatiga de estos materiales y se desarrolla la problem谩tica sobre el uso de ensayos normalizados SBS en FML. A partir de la secci贸n de Materiales y M茅todos, las secciones son divididas en los resultados obtenidos en Glare y Arall. Para Glare se muestran tanto los resultados de F sbs como los correspondientes a fatiga SBS. Se discute sobre la diversidad de modos de falla que se presentaron en fatiga y la validez de cada modo. Adem谩s, se brindan curvas S-N de fatiga SBS para dos orientaciones principales del material. Para el Arall, se obtuvieron los resultados con el dispositivo SBS seg煤n ASTM D2344 y con un dispositivo con di谩metro de rodillos m谩s peque帽o. Se discutieron las limitaciones de los criterios de detenci贸n de ensayo que plantea la norma para las probetas estudiadas y el efecto de los nuevos rodillos. Se sugirieron modificaciones en la norma para extender su campo de aplicaci贸n.
Introducci贸n
7.1
7.1.1 Breve rese帽a del Arall y el Glare.
El Arall庐 y el Glare庐 son parte de la familia de materiales compuestos estructurales conocidos como laminados met谩licos reforzados con fibra o fiber metal laminates
(FMLs). 脡stos fueron creados y desarrollados principalmente para aplicaciones aeron谩uticas en la Technical University of Delf, en los Pa铆ses Bajos [172][173]. Estos materiales ortotr贸picos fueron dise帽ados como l谩minas delgadas para presentar principalmente alta resistencia espec铆fica y tolerancia al da帽o. En su concepci贸n b谩sica, los FMLs est谩n formados por l谩minas de metal entre las cuales se adhieren l谩minas Prepreg (pre-impregnadas) de material compuesto de matriz polim茅rica reforzado con fibras. En el caso de los dos materiales analizados, el metal en cuesti贸n es una aleaci贸n de aluminio, siendo las m谩s empleadas Al 2024-T3, Al 2024-T8, Al 7075-T6 y Al 7475- T76 [174]. El Arall posee matriz epoxi reforzada con fibras de Aramida, mientras que el Glare posee matriz epoxi reforzada con fibras de vidrio. Para especificar un tipo de estos materiales se emplea un sistema de codificaci贸n. Por ejemplo, el Glare 4B-5/4-0.4 indica que se trata del Glare grado 4, sub-grado B con 5 l谩minas de aleaci贸n de aluminio y 4 de Prepreg GFR epoxi, con un espesor de 0.4 mm para las l谩minas met谩licas. El grado y sub-grado proveen informaci贸n tanto de la aleaci贸n de aluminio
como de la orientaci贸n de las fibras del Prepreg [175]. Un esquema de un compuesto FML con apilamiento 3/2 se muestra en la Fig. 86.
Fig. 86 Esquema de un apilamiento 3/2 de un com puesto FM L (adaptado de [176]).
La familia de FMLs ha mostrado muy buenas propiedades y caracter铆sticas tecnol贸gicas para diferentes requerimientos. Por ejemplo, comparado con los metales, presentan tanto buena resistencia espec铆fica como rigidez espec铆fica [174]. En los que a corrosi贸n respecta, poseen una buena resistencia para varias aplicaciones, muy superiores a las aleaciones convencionales [177]. Entre los distintos grados de Arall y Glare pueden encontrarse laminados con varias de estas caracter铆sticas: buena resistencia al impacto [178], resistencia a solicitaciones a alta temperatura, cualidades para el conformado [177], resistencia ante ca铆da de rayos y al fuego [178][173][179][180]. Pero quiz谩s su propiedad m谩s destacada, y aquella que dio origen al desarrollo de estos materiales [172], sea su comportamiento frente a las cargas de fatiga.