T10 - Ciencia e Ingeniería de Materiales

La prueba más habitual que se hace a la madera es el ensayo de flexión en vigas, con su eje paralelo al grano, debido a que este es el uso estructural más común de la madera aserrada y en general 15F2-MEC. Las maderas duras son menos resistentes que las blandas. El grado de humedad de la madera no influye en la resistencia del material. Las maderas blandas son menos resistentes que las duras.

El módulo elástico de los materiales compuestos reforzados con partículas sigue una ley de mezclas parecida a la de los reforzados con fibras, cuando la dirección de las fibras y de la carga es normal 15F2-MEC. No se produce mejora significativa en la resistencia al desgaste, por lo que no se utilizan en aquellos casos en los que exista fricción. Las propiedades mecánicas de los reforzados con partículas son anisótropas, característica que puede ser necesaria en algunas aplicaciones. Por tanto, la presencia de partículas produce un aumento significativo del módulo, aunque menor que en el caso de las fibras alineadas en la dirección de la carga.

La tendencia a la delaminación en los materiales compuestos depende de diversos factores, como son la resistencia a las fibras Rf, y la tensión de cizalla en la interfase 15F2-MEC. Esta tensión de cizalla es función del grado de transmisión de la carga desde la matriz a la fibra y por tanto de la fuerza de unión fibra-matriz. Cuanto menor sea la resistencia de la matriz, menor será la tensión necesaria para su deformación plástica y en consecuencia será menor la tensión de cizalla en la interfase. Esta tensión de cizalla es función del grado de transmisión de la carga desde la matriz a la fibra y por tanto de la fuerza de unión fibra-matriz. Cuanto mayor sea la resistencia de la matriz, mayor será la tensión necesaria para su deformación plástica y en consecuencia será menor la tensión de cizalla en la interfase. La tensión de cizalla no depende de la fuerza de la unión fibra-matriz, es función del volumen de fibra y matriz presente en el material compuesta.

Los materiales metálicos más utilizados como matriz de materiales compuestos reforzados con fibras son Al, Cu y Ti. 15F1-MEC. Los refuerzos más empleados son fibras de C, de SiC y BC, cuyos contenidos llegan al 90% de su volumen. Los refuerzos más empleados son fibras de C, de vidrio y BC, cuyos contenidos no superan al 50% de su volumen. Los refuerzos más empleados son fibras de C, de SiC y BC, cuyos contenidos no superan el 50% de su volumen.

El hormigón es un material de construcción que presenta muchas ventajas, pues es económico, tiene buena dureza, alta resistencia a la compresión y al fuego, apariencia estética y además la posibilidad de ser fabricado en el sitio 15F1-MEC. Además de su buena ductilidad, baja resistencia a tracción y a la fluencia y baja contracción y permeabilidad. Presenta limitaciones derivadas de su escasa ductilidad, baja resistencia a tracción y a la fluencia y alta contracción y permeabilidad, lo que hace que no se pueda utilizar como material estructural sin otro tipo de refuerzo. El cemento constituye el refuerzo del hormigón, siendo en la actualidad el más importante el tipo portland, que se utiliza fundamentalmente en construcción.

Si las fibras continuas están orientadas en la dirección del esfuerzo aplicado, la deformación producida es uniforme en todo el material suponiendo que las capas del mismo permanezcan intactas durante el esfuerzo. 15F1-MEC. El módulo elástico del material compuesto, en un estado de isodeformación es la media ponderada de los módulos de la fibra y la matriz, y varía linealmente con Vf. La resistencia a tracción no depende de las fracciones de volumen de fibra y matriz. El módulo elástico del material compuesto, no depende de los módulos de la fibra y la matriz, y si varia linealmente con Vf.

Cuando se utilizan fibras discontinuas como refuerzo en los materiales compuestos, las ecuaciones correspondientes a las fibras continuas no son válidas ya que no existen condiciones de isodeformación, lo que supone considerar el estado de tensiones en una fibra embebida en una matriz. 14SO-MEC. El modelo supone que la deformación de la matriz se transmite en su totalidad a la fibra, siendo los extremos de las fibras las que soporta la mayoría de la carga de tracción. El modelo supone que la deformación de la matriz no se transmite en su totalidad a la fibra sino que se produce un desplazamiento relativo entre ambas a lo largo de la interfase. La zona central de la fibra es la que soporta la mayoría de la carga de tracción. El producto entre la longitud crítica y el diámetro de la fibra es un factor a considerar en el cálculo de la resistencia.

En general, las cargas en un material compuesto actúan sobre la resina que conforma la matriz, 14SO-MEC. disminuyendo su viscosidad, densidad, módulo de elasticidad, dureza y estabilidad dimensional, pero aumentando la resistencia a tracción y a flexión, manteniendo sin variación su resistencia a la compresión. aumentando su viscosidad, densidad, módulo de elasticidad, dureza y estabilidad dimensional, pero disminuyendo la resistencia a tracción y a flexión, manteniendo sin variación su resistencia a la compresión. aumentando su viscosidad, densidad, módulo de elasticidad, dureza y estabilidad dimensional, pero aumentando la resistencia a tracción y a flexión. Estos efectos no varían por la granulometría de las cargas.

Desde el punto de vista de las aplicaciones tecnológicas, los materiales compuestos reforzados mediante fibras son los más importantes, diseñándose con el fin de alcanzar, 14SO-MEC. elevada rigidez y resistencia acompañadas de cierta ligereza. elevada ductilidad y dureza. elevada resistencia y baja rigidez.

Las matrices poliméricas termoplásticas está integrado por una inmensa cantidad de plásticos comerciales de muy diversas propiedades, usos y costes, entre ellas destacan: 14F2-MEC. las de poliéster, epoxi y poliamidas (nylon). las de polipropileno, poliamidas (nylon) y policarbonato. las de polipropileno, poliéster y policarbonato.

Las fibras de carbono se obtienen por grafitización de una fibra precursora, generalmente de poliacrilonitrilo (PAN), a la que se somete a diferentes operaciones tales como, estirado, oxidación, carbonización y grafitización. En el mercado se encuentran fundamentalmente 14F2-MEC. dos tipos de fibras de C; las de alto módulo (HM) que presentan un módulo elástico específico del orden de 70 veces superior al de las aleaciones de Al, con una gran estabilidad dimensional, bajo coeficiente de dilatación y conductividad térmica elevada; y las de alta resistencia (HR). dos tipos de fibras de C; las de alto módulo (HM) que presentan un módulo elástico específico inferior al de las aleaciones de Al, con una gran estabilidad dimensional, alto coeficiente de dilatación y las de alta resistencia (HR). dos tipos de fibras de C; las de alto módulo (HM) que presentan un módulo elástico específico del orden de 70 veces superior al de las aleaciones de Al, alto coeficiente de dilatación y baja conductividad térmica elevada; y las de alta resistencia (HR).

Si las fibras continuas de un material compuesto están orientadas en la dirección del esfuerzo aplicado, la deformación producida es uniforme en todo el material suponiendo que las capas del mismo permanezcan intactas durante el esfuerzo. 14F2-MEC. El módulo elástico del material compuesto, en un estado de isodeformación, es la media ponderada de los módulos de la fibra y la matriz, y varía linealmente con Vf. El módulo elástico del material compuesto, en un estado de isodeformación, es la media ponderada de los módulos de la fibra y la matriz, y varía exponencialmente con Vf. La resistencia a la tracción es independiente de la fracción de volumen de fibra.

Un modo de clasificar los materiales compuestos se basa en el tipo de refuerzo que se utilice, fundamentalmente en forma de partículas o de fibras. La diferencia entre ambos tipos de refuerzos estriba 14F2-MEC. en que las partículas son prácticamente equiaxiales, con dimensiones diferentes en todas las direcciones lo que da lugar a propiedades isotrópicas. en que las partículas son prácticamente equiaxiales, con dimensiones similares en todas las direcciones que dan lugar a propiedades isotrópicas. En las fibras, al ser muy baja la relación longitud-diámetro, las propiedades son anisótropas.

Las características más importantes de las fibras de vidrio corresponden además de su buena resistencia mecánica, 14F2-MEC. a su baja capacidad para aislar eléctricamente, a su combustibilidad, a la gran estabilidad dimensional, a su compatibilidad con muy diversas matrices. a su excelente capacidad para aislar eléctricamente, a su incombustibilidad, a la gran estabilidad dimensional, a su compatibilidad con muy diversas matrices, a su alta conductividad térmica, a su baja resistencia a los agentes químicos. a su excelente capacidad para aislar eléctricamente, a su incombustibilidad, a la gran estabilidad dimensional, a su compatibilidad con muy diversas matrices.

Las propiedades de los materiales compuestos reforzados con fibras dependen de la resistencia de la unión fibramatriz, es decir del diseño de la interfase, por lo que su evaluación puede informar del correcto diseño de la misma. 14F2-MEC. Un procedimiento para medir la resistencia de la interfase es mediante el ensayo de láminas unidireccionales hasta la rotura por cortadura, bien paralela a las fibras o por tracción normal a las mismas. Esta resistencia depende de la fracción de volumen de fibra. Un procedimiento para medir la resistencia de la interfase es mediante el ensayo de láminas unidireccionales hasta la rotura por cortadura, bien paralela a las fibras o por tracción normal a las mismas. Esta resistencia no depende de la fracción de volumen de fibra. La rotura adhesiva pura se produce por la separación en la interfase, mientras que la cohesiva se produce por fractura de la matriz o de la fibra. El que se produzca una u otra no depende de la naturaleza de la fibra, de la matriz y de su interfase.

La tendencia a la delaminación en los materiales compuestos depende de diversos factores como la resistencia de las fibras y la tensión de cizalla en la interfase. Esta tensión de cizalla 12F1-MEC / 13F1-MEC / 13F2-MEC / 13SR-MEC. No depende de la resistencia de la matriz ni de la fibra. No es función del grado de transmisión de la carga desde la matriz a la fibra. Depende de la unión fibra matriz.

Las piezas reforzadas con fibra de vidrio y fabricadas mediante proyección simultánea se caracterizan por 12F2-MEC / 13F1-MEC. presentar cualquier geometría y dimensiones. presentar cualquier tipo de geometría y bajos espesores. estar limitadas en las dimensiones y espesores.

El moldeo por compresión de preimpregnados es un método industrial para la fabricación de piezas en serie, 13SOMEC. dónde el preimpregnado es el refuerzo utilizado. en el que la presión aplicada sobre preimpregnado polimeriza el refuerzo. dónde el preimpregnado es un semielaborado formado por la resina y el refuerzo que fluye por acción de la temperatura y presión.

Las fibras de refuerzo de distinta naturaleza utilizadas en los materiales compuestos presentan en general diferentes módulos elásticos ordenados de mayor a menor 13F1-MEC. Aramida, Carbono (HM), Vidrio. Vidrio, Carbono (HR), Aramida. Carbono (HM), Carbono (HR), Kevlar, Vídrio.

Las matrices de naturaleza termoplástica utilizadas en materiales compuestos, pueden elevar su temperatura vítrea al: 12F2-MEC. mezclar dicha matriz con otra termoestable. utilizar matrices termoplásticas amorfas reforzadas con fibras. utilizar matrices termoplásticas semicristalinas reforzadas con fibras.

Las fibras de refuerzo de distinta naturaleza utilizadas en los materiales compuestos presentan en general diferentes módulos elásticos ordenados de mayor a menor 13F1-MEC. Aramida, Carbono, Vidrio. Carbono, Aramida, Vidrio. Carbono, Vídrio , Aramida.

Cuando se utilizan fibras discontinuas como refuerzo en un material compuesto 11F1-MEC. las ecuaciones de isodeformación son válidas. cuanto mayor sea la longitud de las mismas mayor refuerzo. las condiciones óptimas corresponderán a un tamaño crítico de fibra.

Si se utilizan siliconas, la matriz polimérica obtenida será: 11F2-MEC / 11SR-MEC. termoestable. termoplástica. elastomérica.

Dentro de la gran variedad de procesos de transformación de materiales compuestos, se encuentran: por contacto a mano, por proyección simultánea, por inyección, por comprensión, etc ¿Qué otros faltan en su opinión? Por: 11F1-MEC / 11F2-MEC / 11SO-MEC / 11SR-MEC. moldeo en caliente y centrifugación. preformado y pultrusión. enrollamiento y pultrusión.

Si se utilizan poliepóxidos, la matriz polimérica obtenida será: 11F1-MEC / 11SO-MEC. termoestable. termoplástica. elastomérica.

Las matrices en los materiales compuestos, aportan al material principalmente 14J2-EL / 11SO-EL / 10SR-EL. las propiedades mecánicas. las propiedades eléctricas y térmicas. no aportan propiedades especiales.

Cuando materiales compuestos reforzados con fibras continuas y alineadas se someten a tensión paralela a la dirección de las fibras, la deformación resultante de la pieza será: 14J1-EL. la misma para la matriz y el refuerzo. la media ponderada de las deformaciones de las fibras y la matriz. no se produce deformación.

Si es necesario que un material compuesto tenga cierta tenacidad para su funcionalidad, el refuerzo utilizado 14J1-EL. será a base de fibra de vidrio. será preferentemente fibras poliméricas. será una combinación de fibras de vidrio y carbono.

En la fabricación de materiales compuestos, que cumplan ciertos requisitos mecánicos, se debe pensar a la hora de elegir el refuerzo en: 13SR-EL. sus propiedades físicas y químicas. su geometría y orientación. sus propiedades ópticas y disponibilidad.

La fibra de vidrio es el refuerzo más utilizado en la fabricación de materiales compuestos dadas sus buenas cualidades, que algunas de ellas son: 13SO-EL. sus propiedades dieléctricas y su alto módulo elástico. su relación resistencia mecánica/coste y su alto módulo elástico. sus propiedades dieléctricas y su relación resistencia mecánica/coste.

En los materiales compuestos, la naturaleza de la matriz sirve como criterio para clasificarlos y el criterio de selección de la matriz es: 13J2-EL. el intervalo de temperaturas de servicio. el intervalo de presiones de servicio. el incremento de volumen en servicio.

Los materiales compuestos se forman mediante la conjunción de dos constituyentes que son: 13J1-EL. uno discontinuo llamado matriz y otro continuo que se denomina refuerzo. uno mayoritario que se llama matriz y otro minoritario que refuerza la matriz. uno denominado matriz que es más rígido y menos dúctil que el minoritario que se distribuye de forma.

La rigidez de los diferentes tipos de fibras que se utilizan como refuerzos en materiales compuestos varia, generalmente, de mayor a menor: 12SR-EL / 11J2-EL / 11J1-EL / 10J2-EL. aramida, carbono, vidrio. vidrio, carbono, aramida. carbono, aramida, vidrio.

Un material compuesto está formado por 11SR-EL. una combinación de materiales cerámicos. de una matriz principal y otra secundaria. de matriz, refuerzo y aditivos.

Los refuerzos se utilizan en los materiales compuestos 11SR-EL / 10J1-EL. deben ser compatibles con la matriz, es decir de la misma naturaleza. de pequeño tamaño y compatibles con la matriz. deben ser compatibles con la matriz.

La geometría del refuerzo en los materiales compuestos tiene gran importancia en: 11J2-EL / 10J1-EL. las propiedades térmicas del material. las propiedades mecánicas del material. la elección del tipo de matriz.

Al necesitar que un material compuesto tenga cierta tenacidad, el refuerzo será: 10SO-EL. preferentemente fibras poliméricas. una combinación de fibras de vidrio y carbono. a base de fibra de vidrio.