Materiales compuestos

UNIVERSIDAD DE SEVILLA
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS
Grupo de Elasticidad y Resistencia de Materiales

INTRODUCCION AL ANALISIS Y DISEÑO CON MATERIALES COMPUESTOS

F. París J. Cañas J.C. Marín

UNIVERSIDAD DE SEVILLA
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS INDUSTRIALES Grupo de Elasticidad y Resistencia de Materiales ___________________________________________________________________________

INTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS Y DISEÑO CON MATERIALES COMPUESTOS

FEDERICO PARIS CARBALLO Dr. Ingeniero Industrial Catedrático de Universidad JOSE CAÑAS DELGADO Dr. Ingeniero Industrial Catedrático de Universidad JUAN CARLOS MARIN VALLEJO Dr. Ingeniero Industrial Profesor Colaborador
GRUPO DE ELASTICIDAD Y RESISTENCIA DE MATERIALES, ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS, DEPARTAMENTO DE MECANICA DEMEDIOS CONTINUOS, TEORIA DE ESTRUCTURAS E INGENIERIA DEL TERRENO.

Sevilla, 2006

TITULO: AUTORES: FECHA:

INTRODUCCION AL ANALISIS Y DISEÑO CON MATERIALES COMPUESTOS Federico París Carballo, José Cañas Delgado, Juan Carlos Marín 2006

© Es propiedad. Reservado todos los derechos (1993, 2002 y 2006)

Prohibida su reproducción total y parcial por cualquier medio sin autorización expresadel autor Inscrito en el Registro General de la Propiedad Intelectual con el número : I.S.B.N :

INDICE

ÍNDICE:
CAPÍTULO I: INTRODUCCIÓN A LOS MATERIALES COMPUESTOS 1.1.- DEFINICIÓN DE MATERIAL COMPUESTO 1.2.- CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES COMPUESTOS 1.3.- FIBRAS Y MATRICES 1.3.1.- Fibras 1.3.2.- Matrices 1.3.3.- Unión Fibra-Matriz 1.4.- FABRICACIÓN DE MATERIALES COMPUESTOS DE FIBRA 1.5.-COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE MATERIALES COMPUESTOS REFORZADOS CON FIBRA 1.6.-APLICACIONES DE LOS MATERIALES COMPUESTOS DE FIBRA CAPÍTULO II: LEY DE COMPORTAMIENTO DE UNA LÁMINA 2.1.- INTRODUCCIÓN 2.2.- LEY DE COMPORTAMIENTO PARA MATERIALES ELÁSTICOS EN 3-D 2.3.- VALOR DE LAS CONSTANTES 2.3.1.- Materiales isótropos 2.3.2.- Materiales ortótropos 2.4.- RELACIÓN TENSIÓN-DEFORMACIÓN EN TENSIÓN PLANA ENMATERIALES ORTÓTROPOS 2.4.1.- Direcciones principales del material 2.4.2.- Direcciones cualesquiera CAPÍTULO III: COMPORTAMIENTO MECANICO DE UNA LÁMINA 3.1.- INTRODUCCIÓN 3.2.- DETERMINACIÓN EXPERIMENTAL DE LA RIGIDEZ DE UNA LÁMINA 3.2.1.- Determinación de E11, E22 , ν12 3.2.2.- Determinación de G12 3.2.2.1.- Ensayos sobre láminas con fibras orientadas (Off-Axis Tension Test) 3.2.2.2.- Ensayos sobrelaminados equiangulares ±45º 3.2.2.3.- Ensayo de cortadura con railes (Rail Shear Test) 3.2.2.4.- Ensayo de cortadura sobre probetas con doble muesca. 3.2.2.5.- Ensayo de torsión sobre tubos. 3.3.- DETERMINACIÓN EXPERIMENTAL DE LA RESISTENCIA DE UNA LÁMINA 3.3.1.- Resistencias a la tracción en las dos direcciones de ortotropía de la lámina. 3.3.2.- Resistencias a compresión en las dos direccionesde ortotropía de la lámina. 3.3.3.- Resistencia a cortadura de la lámina Introducción al Análisis y Diseño con Materiales Compuestos 1 2 2 6 6 9 11 11 13 15 17 18 21 31 31 34 37 37 39 45 46 47 50 54 54 59 60 62 67 68 68 70 72

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3.4.- CRITERIOS DE RESISTENCIA BIAXIAL DE UNA LÁMINA 3.4.1.- Teoría de la máxima tensión 3.4.2.- Teoría de la máxima deformación 3.4.3.- Criterio de Tsai-Hill3.4.4.- Criterio de Tsai-Wu 3.4.5.- Criterios de Hashin 3.4.6.- Criterio de Puck 3.5.- MICROMECANICA DE MATERIALES COMPUESTOS 3.5.1.- Determinación de las características de rigidez 3.5.1.1.- Determinación de E11 3.5.1.2.- Determinación de E22 3.5.1.3.- Determinación de ν12 3.5.1.4.- Determinación de G12 3.5.2.- Determinación de características de resistencia

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APENDICE 3.I: DETERMINACIÓN DEL TENSOR DE DEFORMACIONES EN UN PUNTO A PARTIR DE LA LECTURA DE TRES BANDAS EXTENSOMÉTRICAS

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CAPÍTULO IV: COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE UN LAMINADO 4.1.- TEORÍA GENERAL DEL LAMINADO 4.2.- CASOS PARTICULARES 4.2.1.- Configuraciones de una sola capa 4.2.1.1.- Capa isótropa 4.2.1.2.- Capa ortótropa en ejes principales 4.2.1.3.- Capa ortótropa en ejes...