Uniones híbridas de un solo lapso entre estructuras de malla de titanio impresas en 3D y compuestos de CFRP: Perspectivas experimentales y numéricas
Autores: Corrado, Andrea; De Biasi, Raffaele; Rigotti, Daniele; Stecca, Fabrizio; Pegoretti, Alessandro; Benedetti, Matteo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Reducción de peso
Materiales avanzados
Polímeros reforzados con fibra de carbono
Impresión 3D
Titanio
Pruebas de corte
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 6
Citaciones: Sin citaciones
En el énfasis contemporáneo en la reducción de peso, la utilización de materiales avanzados como los polímeros reforzados con fibra de carbono (CFRP) y tecnologías de vanguardia como la impresión 3D de metal es cada vez más crucial. Este estudio profundiza en la unión de CFRP y titanio, con el objetivo de realizar pruebas de corte en solapa simple en especímenes que presentan una co-laminación de compuestos de fibra larga sobre una estructura de rejilla metálica. Diferentes especímenes con diferentes dimensiones de la celda unitaria cúbica simple (SC) fueron sometidos a pruebas. Una investigación microscópica facilitó la exploración del fallo de la unión y la infiltración de resina epoxi en el sustrato de la rejilla. Empleando un modelo de elementos finitos 2D eficiente, el proceso de homogeneización produjo modelos teóricos que subestimaban el módulo de Young en aproximadamente un 10% en comparación con los especímenes reales. A pesar de los desafíos en la unión de titanio y CFRP, la nueva unión exhibió una tensión de corte de 17.25 MPa, que es casi equivalente a la de una co-laminación entre acero arenado y CFRP, que es de 17.15 MPa.
Descripción
En el énfasis contemporáneo en la reducción de peso, la utilización de materiales avanzados como los polímeros reforzados con fibra de carbono (CFRP) y tecnologías de vanguardia como la impresión 3D de metal es cada vez más crucial. Este estudio profundiza en la unión de CFRP y titanio, con el objetivo de realizar pruebas de corte en solapa simple en especímenes que presentan una co-laminación de compuestos de fibra larga sobre una estructura de rejilla metálica. Diferentes especímenes con diferentes dimensiones de la celda unitaria cúbica simple (SC) fueron sometidos a pruebas. Una investigación microscópica facilitó la exploración del fallo de la unión y la infiltración de resina epoxi en el sustrato de la rejilla. Empleando un modelo de elementos finitos 2D eficiente, el proceso de homogeneización produjo modelos teóricos que subestimaban el módulo de Young en aproximadamente un 10% en comparación con los especímenes reales. A pesar de los desafíos en la unión de titanio y CFRP, la nueva unión exhibió una tensión de corte de 17.25 MPa, que es casi equivalente a la de una co-laminación entre acero arenado y CFRP, que es de 17.15 MPa.