Strength of anisotropic nickel-mesh composite materials

Resistencia de materiales compuestos anisótropos de malla de níquel

Los autores estudiaron las características de resistencia de los materiales compuestos filtrantes reforzados por una malla bicapa de níquel con revestimiento en función del ángulo de corte. Se demuestra que la anisotropía de las características de resistencia es la más cercana al criterio fenomenológico de resistencia de Ashkenazy en forma de polinomio de cuarto grado, que describe la curva límite de resistencia última frente al ángulo de corte neto.

INTRODUCCIÓN

El desarrollo de la ingeniería moderna implica elevados requisitos de resistencia de los materiales estructurales y la reducción del consumo de materiales para las estructuras fabricadas con ellos [1, 2]. Una de las formas más conocidas de aumentar la resistencia es impartir orden a la estructura del material o reforzarlo. Los materiales reforzados son compuestos en los que uno de los componentes (el de refuerzo) tiene una resistencia y rigidez mucho mayores que otro (el de unión). Estos materiales son estructuralmente anisótropos, ya que en su fabricación se utiliza una disposición correspondiente de las fibras.

El objetivo de esta investigación es seleccionar una expresión óptima para la aproximación de los diagramas que describen la dependencia de las características mecánicas de las mallas de níquel con el ángulo de corte.

RESULTADOS EXPERIMENTALES Y DISCUSIÓN

El material estudiado fueron composiciones de láminas bicapa obtenidas por pulverización de polvo de níquel de tejido de sarga n.º 80/720 de grado NP-2 sobre la malla de níquel. Para garantizar las propiedades mecánicas y las características de porosidad requeridas, los materiales se sometieron a diversos tratamientos térmicos según los regímenes presentados en la Tabla [1] junto con los procedimientos y resultados experimentales.

Se cortaron probetas en forma de tira de 100 mm de longitud y 5 mm de anchura con un espesor de la malla con una capa pulverizada de 0,15 mm en siete direcciones diferentes con respecto a la trama en intervalos de 15 grados. En el documento se presentan los resultados de las investigaciones realizadas con materiales (nº 2, 3, 4 y 5) que diferían únicamente en la temperatura de recocido [3].

El problema de la resistencia de los cuerpos anisótropos incluye dos tareas: la determinación de la dependencia de las características de la resistencia de la orientación de la fuerza con respecto a los ejes de simetría del material y la generación de una ecuación (criterio) que describa la resistencia bajo la acción de estados de tensión complejos (biaxiales y triaxiales) [4]. Ambas tareas están estrechamente relacionadas y suelen considerarse como un todo.

La descripción de toda la curva de la anisotropía de la resistencia última mediante una única ecuación requiere un enfoque fenomenológico en el que se consideren conjuntamente los estados últimos de diversas naturalezas físicas, entre ellos las tensiones σ_x, σ_y y τ_xy que actúan a lo largo del elemento de área de simetría peligrosa de la probeta paralela a las fibras.