Materiales compuestos

MATERIALES COMPUESTOS
EN LA INDUSTRIA
AERONAUTICA

MATERIALES COMPUESTOS
INTRODUCCION.
Se define un material compuesto como la
Combinación Microscópica de dos o mas materiales
distintos con una interfase claramente reconocida:

fibra

MATRIZ
+ FIBRA
F
c

Fc
matriz

MATERIALES COMPUESTOS
• FIBRA. Dependiendo
de la aplicación pueden
ser:
Grafito/Vidrio/kevlar
•CARACTERISTICAS.
• Alta resistencia
• Alta rigidez
• Baja Densidad
• Propiedades direccionales

MATERIALES COMPUESTOS
• MATRIZ. Sirve para dar
forma al componente.
Protege la fibra del medio
ambiente.Transmite
esfuerzos de corte entre
fibras. Resiste impactos.

• ALGUNAS RESINAS
Epòxicas, Poliestèricas,
Fenolicas, Poliamidas y
Vinilestèricas.

MATERIALES COMPUESTOS
RESINASMATERIALES COMPUESTOS
Propiedades Mecánicas
FIBRA
PROPIEDAD
Módulo de elasticidad longitudinal
(GPa)
Resistencia a tensión (MPa)

Grafito
HM
331-400

Vidrio S

Kevlar-49

85,5

131

20704590
2800-3792
2900
Alargamiento (%)
0,5
5,7
2,2-2,8
Densidad (g/cm3)
1,67-1,90
2,49
1,48
Propiedades típicas de fibras de uso común en compuestos ( 2).
MATRIZ
PROPIEDAD
Poliéster
EpoxiMódulo de elasticidad (Gpa)
1,2-4,5
2-6
Resistencia a tensión (MPa)
40-90
35-130
Alargamiento de factura (%)
2-5
1-8,5
Densidad (g/cm3)
1,1-1,5
1,1-1,4
Temperatura máxima de operación,
60-80
70-180
C
Propiedades típicas de materiales matriz empleados en compuestos.
Frecuentemente se emplean materiales poliméricos por facilidad de
fabricación

MATERIALES COMPUESTOSPROPIEDADES MECANICAS COMPARADAS

MATERIALES COMPUESTOS
Honey comb

• El “honey comb” es usado
como rellenador en
construcciones tipo sándwich.
• Los mas usados en aviación
comercial son honey comb
de aluminio y de aramid
paper o nomex.
• Por la forma de su celda se
consigue principalmente
hexagonal, cuadrado y
flexible.

MATERIALES COMPUESTOS
• FORMAS DE HONEY COMB MAS USADASMATERIALES COMPUESTOS
Consideraciones de Diseño
Costos, Efectos del medio ambiente,
Propiedades de materiales, Comportamiento
anisotròpico, Tolerancia al daño,
Manufactura, Control de calidad, ensamble,
inspección y reparación.

MATERIALES COMPUESTOS
Porcentaje en peso en un avión
comercial

MD- 80 MATERIAL
MATERIALES

PESO (LB)

PERCENTAJE

ALUMINUM
STEEL
TITANIUM
COMPOSITESTOTAL

37,704
7,325
600
4,994
50,623

74,5
14,5
1,2
9,8
100

MATERIALES COMPUESTOS
Distribución de Compuestos en un B767

MATERIALES COMPUESTOS
Areas típicas de daño de compuestos
•
•
•
•
•
•
•
•

Cúpula de radar
Puntas de ala
Puntas de estabilizador
Elevador
Rudder
Alerón
Fuselados ala-fuselaje
Nacelas

MATERIALES COMPUESTOS
DESLAMINACION PANEL.MATERIALES COMPUESTOS
FALLAS EN MAERIALES COMPUESTOS
DESLAMINACION

LA FALLA DE ESTE SLAT
ACURRIO EN VUELO. LA
CAUSA DE LA
DESLAMINACION FUE
DEBIDA A CORROSION EN
EL NUCLEO METALICO
DEL COMPUESTO.
PRESENCIA DE HUMEDAD
DEBILITO LA JUNTA DE
MATERIALES Y LAS
CARGAS DE VUELO
VENCIERON SU
RESISTENCIA.

MATERIALES COMPUESTOS
La corrosión es la principal
causa de deslaminaciòn en loscompuestos de honey comb de
aluminio.
Reducción de Corrosión.
Selladas bien las juntas de piel,
sujetadores y porosidades.
Reparar áreas deslaminadas.
Usar anodizado con ácido
Phosforico (PAA).

MATERIALES COMPUESTOS
DESLAMINACION

Este es un caso de
penetración de
humedad en la
estructura de
compuesto que hizo
despegar la piel de
fibra del honeycomb.

MATERIALES COMPUESTOS
Muchasde las
superficies de vuelo
requieren de balanceo
luego de ser reparadas
o pintadas. No hacerlo
puede inducir
oscilaciones de la
superficie que
podrían afectar la
seguridad del vuelo.

MATERIALES COMPUESTOS
Lightnning strike

Este es un caso de
cambio decoloración
de la pintura por
impacto de rayo.
Existe el promedio de
que cada 3000 horas
de vuelo un avión es
alcanzado por...