Resumen

En este artículo se comparan modelos de degradación de la rigidez de laminados de fibra de vidrio/epoxy de capas cruzadas basados en cuatro de los enfoques más utilizados en la modelización micromecánica: shear-lag, variacional, McCartney y mecánica de daños sinérgica (SDM). Todos ellos incluyen el proceso de definición de la celda unitaria del laminado 0/90s, a partir del cual se plantean las ecuaciones diferenciales de gobierno y las correspondientes condiciones de contorno. Posteriormente, estos problemas de valores de contorno (BVP) se resuelven para obtener una función de tensiones que acopla las tensiones iniciales y de perturbación, siendo estas últimas en función de la densidad de grietas, por lo que se relacionan con la reducción de la rigidez del material. Cuando se comparó con los resultados experimentales, el modelo shear-lag presentó resultados precisos, sin embargo, fueron necesarios pasos adicionales de diferenciación e integración para obtener el campo de tensiones final. El método variacional de Hashin predice correctamente las condiciones de contorno en las superficies de las grietas y proporciona el campo de tensiones completo. El método de McCartney muestra una mejora adicional con respecto a los dos modelos anteriores, al tener en cuenta las deformaciones y tensiones térmicas. Por último, el SDM, que está diseñado para la experimentación numérica, lo que implica una alternativa más económica en comparación con la experimentación física tradicional, también presenta una muy buena concordancia con los resultados experimentales y puede extenderse a apilamientos de laminados arbitrarios, yendo más allá de la clásica capa cruzada.

• Materias:Cinética Industria del cemento Metales Cemento Ingeniería de estructuras Perforación de pozos de minas
• Subjects:Kinetics Cement industries Metals Cement Structural engineering Shaft sinking
• Palabras claves:resultados experimentales, condiciones de contorno, función de la grieta, campo de tensiones final, problema de valor límite, experimentación física tradicional, fibra de vidrio laminada, modelo de degradación de la rigidez, célula unitaria laminada, campo de tensiones completo
• Keywords:experimental results, boundary conditions, function of crack, final stress field, boundary value problem, traditional physical experimentation, ply glass fiber, stiffness degradation model, laminate unit cell, complete stress field