Fibras de refuerzo

Universidad de Lima
Escuela Universitaria de Ingeniería
Facultad de Ingeniería Industrial

Trabajo de investigación:

Fibras de Refuerzo

Gino Alfaro
Código 20041490

Raul Comez
Codigo 20042613

Lima - Perú
Mayo de 2010

Índice
1. Introducción 3

2. Propiedades de las fibras 3

3. Relaciones esfuerzo-deformación 3

4. Longitud de fibra4

5. Orientación de las fibras 4

6. Aplicaciones 5

7.1. Plásticos reforzados con fibras 5

7.2. Metales con refuerzo de fibras 6

7.3. Fibras de Vidrio para reforzar resinas de plástico 7

7.4.1. Producción de fibras de vidrio y tipos de materiales reforzados con fibra de vidrio 8

7.4.2. Propiedadesde las fibras de vidrio 10

7.4. Fibras de carbono para plásticos reforzados 10

7.5. Fibras de aramida para reforzar resinas de plástico 12

7.6. Comparación de las propiedades mecánicas de las fibras de carbono, aramida y vidrio para materiales compuestos de plástico reforzado 13

7. Bibliografía 13

1. Introducción
En el presentetrabajo hablaremos de las fibras de altas prestaciones que básicamente están compuestas de polímeros los cuales se han ido introduciendo como materiales en aeronáutica debido fundamentalmente a su baja densidad. Esta propiedad es una de las más importantes a la hora de su selección para la construcción de aeronaves. No obstante los polímeros tienen valores bajos de la rigidez y la resistenciacomparados con otros materiales como los metales. Para mejorar dichas propiedades se recurre a mezclarlos con materiales refuerzo dando lugar a los materiales compuestos. En este trabajo se describirá la estructura y propiedades de las fibras más utilizadas en la fabricación de los materiales compuestos avanzados.
2. Propiedades de las fibras
Puesto que el material compuesto reforzado con fibrasdepende de estas para su resistencia y rigidez, es esencial que este constituyente posea resistencia alta y un módulo alto de comparación con la matriz. Entonces se puede mejorar el comportamiento mecánico, acompañado con un control de la orientación de las fibras y sus dimensiones.
En la actualidad se dispone de muchos materiales fibrosos de refuerzo para el diseño y la fabricación de compuestos.Los estudios revelan que pronto se pueden obtener resistencias muy altas de tensión o módulos de elásticos altos, en comparación con los que se obtienen cuando se produce en forma convencional con el mismo material a granel.
Resistencias a la tensión.
* Acero 4.41 GPa
* Fibra de vidrio varía desde 3.45 GPa – 5.85 GPa
Módulo de elasticidad.
* Cerámicas compuestas como B, C, SiC y TiBaproximadamente 483 Gpa
Resistencia a altas temperaturas
* Los materiales como las fibras de carbono o de grafito, de tungsteno y rebabas de grafito presentan una resistencia alta al ablandamiento y la fusión. Por ejemplo se usa materiales reforzados carbono-carbono para proteger las alas de los transbordadores especiales, en donde la temperatura excede los 1260 °C.

3. Relacionesesfuerzo-deformación
Las fibras tienen esfuerzos más altos que la matriz cuando se aplica una carga al compuesto. Este mecanismo permite transferir los esfuerzos de la matriz a la fase de refuerzo. Como resultado, el compuesto puede soportar esfuerzos más grandes que la matriz del material sin refuerzo. Esta idea de utilizar las ventajas de un material junto con las ventajas de otros, es la esenciamisma de los materiales compuestos.
Etapas de deformación
1. La matriz y la fibra se deforman elásticamente.
2. La matriz se deforma plásticamente, la fibra se deforma elásticamente.
3. La matriz y la fibra de deforman plásticamente.
4. Las fibras se fracturan y sigue la falla del compuesto.

4. Longitud de fibra
Algunos compuestos contienen fibras discontinuas. Ese...