Tesis Doctoral
Páginas: 74 (18413 palabras)
Publicado: 17 de agosto de 2011
ANÁLISIS Y MODELIZACIÓN DE VIGAS DE TIPO LAMINADO SOMETIDAS A CARGAS IMPULSIVAS
AUTOR:
CARLOS SANTIUSTE ROMERO Ingeniero Industrial
DIRECTOR:
Prof. Dr. D. Enrique Barbero Pozuelo
Leganés, 2007
TESIS DOCTORAL
ANÁLISIS Y MODELIZACIÓN DE VIGAS DE TIPO LAMINADO SOMETIDAS A CARGAS IMPULSIVAS
Autor: Director:
Carlos Santiuste Romero Enrique Barbero Pozuelo
TribunalCalificador:
Firma Presidente: Vocal: Vocal: Vocal: Secretario: Calificación:
Leganés,
de
de 2007
AGRADECIMIENTOS
En primer lugar, debo darle las gracias al profesor Enrique Barbero por todo el tiempo, la paciencia y el esfuerzo que me ha dedicado como director de esta tesis, prestándome una ayuda constante y desinteresada, pero sobre todo quiero darle las gracias por brindarme suamistad.
A la profesora Sonia Sánchez cuyo excelente trabajo motivó el inicio de esta tesis y cuya dedicación ha supuesto una enorme ayuda para su realización.
Al profesor Carlos Navarro por darme la oportunidad de formar parte de un grupo de investigación serio y respetado en el campo de los materiales compuestos.
A todos los compañeros del departamento por su ayuda inestimable, en especial amis compañeros de despacho Guadalupe, David y Rolando por haberme prestado una valiosa ayuda pero, por encima de todo, por haber compartido conmigo mucho más que un despacho; a Jorge López, por sus consejos y por su ayuda informática; a Shirley García por su colaboración desinteresada; a Sergio Puerta y Pepe Puerta por su inestimable ayuda en el laboratorio; a Pepe Fernández, Ramón Zaera y JoséLuís Pérez Castellanos, por sus valiosos consejos y por ser un referente para los que empezamos esta carrera profesional; a José Antonio Loya y Ángel Arias, por el camino que han abierto; y al resto de compañeros por su apoyo y por su amistad.
Añadir un agradecimiento a las personas que, sin haber colaborado en la realización de esta tesis, han sabido mostrarme su apoyo y su cariño: a mis padresy hermanos, a mis amigos y muy especialmente a Marina.
RESUMEN
En esta tesis se ha estudiado el comportamiento dinámico a flexión de vigas constituidas por materiales compuestos de tipo laminado. Estos materiales son cada vez más utilizados en todo tipo de industrias, destacando en las industrias aeronáutica y aeroespacial por sus excelentes propiedades mecánicas específicas. Se hadesarrollado un modelo analítico simplificado que considera tensiones de cortadura interlaminar y la existencia de acoplamiento entre esfuerzos de flexión y torsión, empleando el método de las funciones de influencia para su resolución que tiene la ventaja de ser un método independiente de las condiciones de contorno. El modelo ha sido validado mediante la comparación con un modelo numérico implementadoen un código de elementos finitos y con ensayos experimentales. Se ha implementado un modelo de comportamiento mecánico para laminados que considera diferentes mecanismos de fallo en un código de elementos finitos mediante una subrutina de usuario, que ha sido validado para la simulación de estructuras tipo viga sometidas a cargas impulsivas. Así mismo, este modelo ha sido empleado para analizar lainfluencia de la energía de impacto y de la geometría de la probeta en los resultados del ensayo de flexión dinámica. Se ha realizado un estudio de tolerancia al daño a flexión sobre vigas de tipo laminado generando el daño mediante dos tipos de impacto que generan esfuerzos de flexión. Se ha estimado el daño producido mediante inspección por ultrasonidos y se han evaluado las propiedadesresiduales a flexión por ser el estado de carga más común en este tipo de estructuras. Se ha analizado la influencia del tipo de impacto y de la energía de impacto en las propiedades residuales a flexión.
ABSTRACT
In this PhD thesis the behaviour of laminate beams has been studied under dynamics bending loads. Composite materials are frequently used in aeronautic and aerospace industries because...
AUTOR:
CARLOS SANTIUSTE ROMERO Ingeniero Industrial
DIRECTOR:
Prof. Dr. D. Enrique Barbero Pozuelo
Leganés, 2007
TESIS DOCTORAL
ANÁLISIS Y MODELIZACIÓN DE VIGAS DE TIPO LAMINADO SOMETIDAS A CARGAS IMPULSIVAS
Autor: Director:
Carlos Santiuste Romero Enrique Barbero Pozuelo
TribunalCalificador:
Firma Presidente: Vocal: Vocal: Vocal: Secretario: Calificación:
Leganés,
de
de 2007
AGRADECIMIENTOS
En primer lugar, debo darle las gracias al profesor Enrique Barbero por todo el tiempo, la paciencia y el esfuerzo que me ha dedicado como director de esta tesis, prestándome una ayuda constante y desinteresada, pero sobre todo quiero darle las gracias por brindarme suamistad.
A la profesora Sonia Sánchez cuyo excelente trabajo motivó el inicio de esta tesis y cuya dedicación ha supuesto una enorme ayuda para su realización.
Al profesor Carlos Navarro por darme la oportunidad de formar parte de un grupo de investigación serio y respetado en el campo de los materiales compuestos.
A todos los compañeros del departamento por su ayuda inestimable, en especial amis compañeros de despacho Guadalupe, David y Rolando por haberme prestado una valiosa ayuda pero, por encima de todo, por haber compartido conmigo mucho más que un despacho; a Jorge López, por sus consejos y por su ayuda informática; a Shirley García por su colaboración desinteresada; a Sergio Puerta y Pepe Puerta por su inestimable ayuda en el laboratorio; a Pepe Fernández, Ramón Zaera y JoséLuís Pérez Castellanos, por sus valiosos consejos y por ser un referente para los que empezamos esta carrera profesional; a José Antonio Loya y Ángel Arias, por el camino que han abierto; y al resto de compañeros por su apoyo y por su amistad.
Añadir un agradecimiento a las personas que, sin haber colaborado en la realización de esta tesis, han sabido mostrarme su apoyo y su cariño: a mis padresy hermanos, a mis amigos y muy especialmente a Marina.
RESUMEN
En esta tesis se ha estudiado el comportamiento dinámico a flexión de vigas constituidas por materiales compuestos de tipo laminado. Estos materiales son cada vez más utilizados en todo tipo de industrias, destacando en las industrias aeronáutica y aeroespacial por sus excelentes propiedades mecánicas específicas. Se hadesarrollado un modelo analítico simplificado que considera tensiones de cortadura interlaminar y la existencia de acoplamiento entre esfuerzos de flexión y torsión, empleando el método de las funciones de influencia para su resolución que tiene la ventaja de ser un método independiente de las condiciones de contorno. El modelo ha sido validado mediante la comparación con un modelo numérico implementadoen un código de elementos finitos y con ensayos experimentales. Se ha implementado un modelo de comportamiento mecánico para laminados que considera diferentes mecanismos de fallo en un código de elementos finitos mediante una subrutina de usuario, que ha sido validado para la simulación de estructuras tipo viga sometidas a cargas impulsivas. Así mismo, este modelo ha sido empleado para analizar lainfluencia de la energía de impacto y de la geometría de la probeta en los resultados del ensayo de flexión dinámica. Se ha realizado un estudio de tolerancia al daño a flexión sobre vigas de tipo laminado generando el daño mediante dos tipos de impacto que generan esfuerzos de flexión. Se ha estimado el daño producido mediante inspección por ultrasonidos y se han evaluado las propiedadesresiduales a flexión por ser el estado de carga más común en este tipo de estructuras. Se ha analizado la influencia del tipo de impacto y de la energía de impacto en las propiedades residuales a flexión.
ABSTRACT
In this PhD thesis the behaviour of laminate beams has been studied under dynamics bending loads. Composite materials are frequently used in aeronautic and aerospace industries because...
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