Quimico

UNIVERSIDAD CARLOS III DE MADRID

CARACTERIZACIÓN MEDIANTE TÉCNICAS DE ULTRASONIDO DE UN LAMINADO DE FIBRA DE VIDRIO

PROYECTO DE FIN DE CARRERA

Autor: D. JORGE VALENCIA ILARREGUI INGENIERO TÉCNICO INDUSTRIAL (MECÁNICO)

Tutora: DÑA. BRENDA BUITRAGO PÉREZ Dpto. de mecánica de medios continuos y teoría de estructuras.

Julio de 2009

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DEDICATORIA A mis padres y hermano, por su apoyo y comprensión.

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AGRADECIMIENTOS Quiero mostrar mi agradecimiento a mi tutora, Brenda Buitrago, por su dedicación y por haberme prestado gran parte de su tiempo para desarrollar este trabajo. Larealización de este proyecto ha sido posible gracias a sus consejos y conocimientos. A mi familia, que siempre ha confiando en mí y me ha apoyado en los momentos difíciles de mi carrera. Por último a mis amigos y compañeros de clase, también siempre presentes en los momentos duros y mostrándome en todo momento el lado positivo de las cosas. En definitiva, a todas aquellas personas que me han mostrado suapoyo y han confiando en mí a lo largo de estos años.

III

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INDICE GENERAL Pág. DEDICATORIA AGRADECIMIENTOS INDICE GENERAL INDICE DE FIGURAS 1. INTRODUCCION 1.1 1.2 2. Motivación Objetivos II III IV VII 9 9 11 13

MARCO TEORICO

2.1

Inspección no destructiva 2.1.1 Aplicaciones de los E.N.D

1315 16 17 20 20 22 24 25 28 29

2.2

Inspección por ultrasonido 2.2.1 2.2.2 2.2.3 Transductor ultrasónico Naturaleza del ultrasonido Frecuencia

2.3

Velocidad de propagación de ondas ultrasónicas y atenuación 2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4 Refracción, reflexión e interferencias Atenuación Notación para la atenuación y amplificación de las señales Impedancia acústica

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2.4

Material 2.4.1 2.4.2 2.4.3 2.4.4 Fibra de vidrio Propiedades del vidrio Matriz polimérica reforzada con fibra de vidrio Inspección ultrasónica de materiales compuestos

29 29 31 33 34 35 40 40 41 52 52 52 53 Equipo de ultrasonido USD 10 4.3.1.1 Descripción del equipo 53 54 55 56 57 58 58 60 65 66 V

2.5 3.Aplicaciones de los materiales compuestos de fibra de vidrio

ANTECEDENTES 3.1 3.2 Ultrasonido Aplicaciones del ultrasonido en materiales compuestos

4.

DESARROLLO EXPERIMENTAL 4.1 4.2 4.3 Material Probeta Equipos 4.3.1

4.3.2 4.3.3 4.3.4 4.4

Transductores ultrasónicos Medio acoplante Osciloscopio

Procedimiento de caracterización 4.4.1 Medida de la velocidad de la onda longitudinal4.4.1.1 4.4.2 4.4.3 Procedimiento

Procedimiento para la medición de la atenuación ultrasónica Método de comprobación del procedimiento

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4.4.4 5. RESULTADOS 5.1

Caracterización asistida con el equipo ultrasonido USD 10 y el osciloscopio

de

67 70 70 74 75 75 77 79 80 82 84 86 86 87 88 89 91Medición de la velocidad ultrasónica longitudinal 5.1.1 Cálculo teórico de la velocidad de propagación de la onda longitudinal 5.1.1.1 Error experimental

5.2 5.3

Cálculo de las longitudes de onda características Medición de la atenuación 5.3.1 5.3.2 5.3.3 5.3.4 Transductor A Transductor B Transductor C Transductor D

5.4

Señales obtenidas del osciloscopio 5.4.1 5.4.2 5.4.3 5.4.4Transductor A Transductor B Transductor C Transductor D

6.

CONCLUSIONES

7.

TRABAJOS FUTUROS

93

8.

BIBLIOGRAFIA

94

VI

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INDICE DE FIGURAS Pag. Figura 1.1 Figura 2.1 Figura 2.2 Figura 2.3 Figura 2.4 Figura 2.5 Figura 2.6 Figura 2.7 Figura 2.8 Figura 3.1 Figura 3.2 Figura 4.1 Figura 4.2...