T ESPE 012485
Páginas: 100 (24891 palabras)
Publicado: 3 de noviembre de 2015
CAPITULO 1
INTRODUCCIÓN
1.1 GENERALIDADES
El peso de las aeronaves en aviación es muy importante y crítico, además
de las propiedades mecánicas de los materiales utilizados en la construcción
de las mismas, los materiales que actualmente presentan las mejores
propiedades mecánicas y son de uso generalizado en la aviación de nuestro
país son los metálicos.
El uso de materiales compuestos para suaplicación en la industria
aeronáutica se ha expandido rápidamente en los últimos años. Sin embargo,
prácticamente en todos sus aspectos, el uso de estos materiales involucra
una tecnología distinta a la usada con los metales. Estos materiales son
intrínsecamente diferentes, tanto en procesos de manufactura, diseño
estructural y desempeño en servicio, particularmente considerando la causa
ynaturaleza del daño que pueden soportar.
En su afán de mantener tecnología de punta, el CIDFAE (Centro de
Investigación y Desarrollo de la Fuerza Aérea Ecuatoriana), se ha visto en la
imperiosa necesidad de incorporar materiales compuestos que reemplacen a
ciertos tipos de metales y aleaciones que se vienen utilizando en la industria
aeronáutica entre los que podemos destacar a la fibra de vidrio, decarbono
y kevlar, los mismos que pueden proporcionar combinaciones poco usuales
de rigidez, resistencia, peso, rendimiento a temperatura alta, resistencia a la
corrosión y dureza.
En el país no se ha incursionado profundamente en este tema, no se ha
explotado todo el potencial que estos materiales tienen, y se los ha venido
utilizando en trabajos aeronáuticos de un modo artesanal y empírico; elCIDFAE ha incursionado limitadamente en este campo, lo que ha conllevado
a una subutilización de recursos tanto materiales como económicos.
El presente proyecto de investigación, dará la posibilidad de extenderlo para
su aplicación en campos no solamente afines a la aeronáutica, sino también
a otro tipo de industrias. Además, permitirá demostrar la buena formación
profesional de los estudiantes de laFacultad de Ingeniería Mecánica de la
ESPE y que una investigación científica desarrollada en nuestro país puede
tener tanta validez como una desarrollada en el extranjero.
1.2 OBJETIVOS
El presente proyecto se plantea los siguientes objetivos:
1.2.1 OBJETIVO GENERAL
Realizar un análisis del comportamiento de los materiales compuestos bajo
diversas configuraciones en cuanto a propiedadesmecánicas se refiere.
1.2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
•
Utilizar las fibras: fibra de carbono, fibra de vidrio y kevlar ® y resinas
epóxicas que se utilizan en el CIDFAE como elementos de nuestra
investigación.
•
Determinar los ensayos de resistencia mecánica a realizarse en las
probetas
•
Construir las probetas necesarias para realizar los ensayos.
•
Analizar los resultados de los ensayos,determinando nuevas
configuraciones que presenten diferentes propiedades.
•
Desarrollar modelos empleando software
•
Establecer
lineamientos
para
la
realización
de
los
ensayos
destructivos susceptibles de aplicación en los materiales compuestos.
2
1.3 ALCANCE DEL PROYECTO
Nuestro trabajo pretende buscar combinaciones de distintos materiales,
capaces de igualar o mejorar las características delos materiales metálicos
actualmente utilizados en aviación.
Aunque al final no se llegue a obtener
materiales compuestos de aplicación directa en aeronáutica y en general en
la industria, nos va a permitir profundizar en el conocimiento de este tipo de
materiales, principalmente estableciendo una relación entre parámetros
microscópicos (estructurales) y parámetros macroscópicos (mecánicos).1.4 JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO
Por lo mencionado anteriormente, el estudio de los materiales compuestos
implica un desafío, lo que nos obliga a adentrarnos en este amplio campo de
la Ingeniería Mecánica, con el fin de optimizar la utilización de este tipo de
materiales, en la industria nacional.
La principal razón para utilizar los materiales compuestos en la aviación, es
la disminución en peso...
INTRODUCCIÓN
1.1 GENERALIDADES
El peso de las aeronaves en aviación es muy importante y crítico, además
de las propiedades mecánicas de los materiales utilizados en la construcción
de las mismas, los materiales que actualmente presentan las mejores
propiedades mecánicas y son de uso generalizado en la aviación de nuestro
país son los metálicos.
El uso de materiales compuestos para suaplicación en la industria
aeronáutica se ha expandido rápidamente en los últimos años. Sin embargo,
prácticamente en todos sus aspectos, el uso de estos materiales involucra
una tecnología distinta a la usada con los metales. Estos materiales son
intrínsecamente diferentes, tanto en procesos de manufactura, diseño
estructural y desempeño en servicio, particularmente considerando la causa
ynaturaleza del daño que pueden soportar.
En su afán de mantener tecnología de punta, el CIDFAE (Centro de
Investigación y Desarrollo de la Fuerza Aérea Ecuatoriana), se ha visto en la
imperiosa necesidad de incorporar materiales compuestos que reemplacen a
ciertos tipos de metales y aleaciones que se vienen utilizando en la industria
aeronáutica entre los que podemos destacar a la fibra de vidrio, decarbono
y kevlar, los mismos que pueden proporcionar combinaciones poco usuales
de rigidez, resistencia, peso, rendimiento a temperatura alta, resistencia a la
corrosión y dureza.
En el país no se ha incursionado profundamente en este tema, no se ha
explotado todo el potencial que estos materiales tienen, y se los ha venido
utilizando en trabajos aeronáuticos de un modo artesanal y empírico; elCIDFAE ha incursionado limitadamente en este campo, lo que ha conllevado
a una subutilización de recursos tanto materiales como económicos.
El presente proyecto de investigación, dará la posibilidad de extenderlo para
su aplicación en campos no solamente afines a la aeronáutica, sino también
a otro tipo de industrias. Además, permitirá demostrar la buena formación
profesional de los estudiantes de laFacultad de Ingeniería Mecánica de la
ESPE y que una investigación científica desarrollada en nuestro país puede
tener tanta validez como una desarrollada en el extranjero.
1.2 OBJETIVOS
El presente proyecto se plantea los siguientes objetivos:
1.2.1 OBJETIVO GENERAL
Realizar un análisis del comportamiento de los materiales compuestos bajo
diversas configuraciones en cuanto a propiedadesmecánicas se refiere.
1.2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
•
Utilizar las fibras: fibra de carbono, fibra de vidrio y kevlar ® y resinas
epóxicas que se utilizan en el CIDFAE como elementos de nuestra
investigación.
•
Determinar los ensayos de resistencia mecánica a realizarse en las
probetas
•
Construir las probetas necesarias para realizar los ensayos.
•
Analizar los resultados de los ensayos,determinando nuevas
configuraciones que presenten diferentes propiedades.
•
Desarrollar modelos empleando software
•
Establecer
lineamientos
para
la
realización
de
los
ensayos
destructivos susceptibles de aplicación en los materiales compuestos.
2
1.3 ALCANCE DEL PROYECTO
Nuestro trabajo pretende buscar combinaciones de distintos materiales,
capaces de igualar o mejorar las características delos materiales metálicos
actualmente utilizados en aviación.
Aunque al final no se llegue a obtener
materiales compuestos de aplicación directa en aeronáutica y en general en
la industria, nos va a permitir profundizar en el conocimiento de este tipo de
materiales, principalmente estableciendo una relación entre parámetros
microscópicos (estructurales) y parámetros macroscópicos (mecánicos).1.4 JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO
Por lo mencionado anteriormente, el estudio de los materiales compuestos
implica un desafío, lo que nos obliga a adentrarnos en este amplio campo de
la Ingeniería Mecánica, con el fin de optimizar la utilización de este tipo de
materiales, en la industria nacional.
La principal razón para utilizar los materiales compuestos en la aviación, es
la disminución en peso...
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