Abstract
Los estudios de los materiales compuestos juegan un papel importante en aplicaciones de ingeniería, materiales, metalurgia y mecánica. Las fibras reforzadas con polímeros son ampliamente utilizadas en la industria automotriz e industria aeronáutica debido a sus beneficios como bajo costo, control de ruido, bajo peso y facilidad de procesamiento. El objetivo de esta investigación fue preparar un compuesto a base de fibra de vidrio 375 (FV) con adiciones de fibra natural de cabuya (FC) en estratificaciones de fibra natural corta de cabuya (FCO1-30%) y fibra larga del mismo (FL-30%). Los resultados muestran un mejor comportamiento mecánico a tracción en un 7,7% respecto al material comúnmente utilizado. Se observó que la fibra larga al 30% en un orden de capas, FV+FC+FV, es un potencial refuerzo del material hibrido alternativo para aplicaciones automotrices. Además, se evidenció una equilibrada organización de refuerzos, FV+FC, y adherencia micro estructural con la matriz de refuerzo polimérico (RP) mediante microscopía de barrido. Los resultados del esfuerzo a la tracción y la deformación axial de la mejor combinación del material compuesto, FL-30%, son validados a través del método de elementos finitos (MEF).
Highlights
Studies of composite materials play an important role in engineering, materials, metallurgy and mechanical applications
Metodología En primera instancia se manufacturaron moldes en acero para la obtención de probetas (Figura 2) en las distintas combinaciones de refuerzos del compuesto para efectuar ensayos de tracción acorde a la normas ASTM D3039-08 (D3039 ASTM, 2008)
En dicha figura se puede apreciar que existe un aumento en el esfuerzo máximo a tracción de 78.24 MPa para la fracción volumétrica del 30%, dando el mejor comportamiento mecánico respecto a la resistencia de tensión
Summary
El mercado mundial de los materiales compuestos (materiales ligeros) utilizados en el transporte ha tenido un crecimiento importante en los últimos años. Muchas de estas propiedades y sobre todo la capacidad y facilidad de conformación, le otorgan a este tipo de material compuesto una gran ventaja comparado con materiales convencionales como el acero y la madera. Las últimas tendencias en materiales compuestos son el surgimiento de polímeros reforzados con fibras naturales, compuestos verdes, como remplazo de polímeros reforzados con fibra de vidrio; esto reduce el impacto ambiental por su baja tasa de degradación (Chiaberge, 2011). Las industrias manufactureras de índole estructural y automotriz buscan la aplicación de materiales amigables con el ambiente con propiedades mecánicas similares o mejores que satisfagan los esfuerzos sometidos a sus productos finales. Por todo lo anteriormente mencionado, el presente trabajo pretende determinar las propiedades fundamentales del compuesto híbrido de fibra de vidrio y cabuya mediante el proceso de estratificación. Finalmente se propone corroborar un ensayo de tracción simulada bajo un software de elementos finitos para comparar con los resultados de las pruebas experimentales bajo las mismas condiciones normativas
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