Resumen

La presencia de huecos tiene efectos nocivos sobre el comportamiento estructural de los compuestos. En general, los huecos disminuyen la resistencia estática y la vida útil bajo fatiga. La influencia es más pronunciada en la resistencia al corte interlaminar (ILSS), la resistencia a la compresión y otras que están asociadas con propiedades mecánicas dominadas por la matriz. Este trabajo informa el efecto de la porosidad en la resistencia al corte interlaminar (ILSS) de compuestos de cinta y tela de carbono impregnados con epoxi. Se prepararon de manera similar varios laminados con diferente contenido de huecos (rango de porosidad de 0-12%). Los compuestos se caracterizaron mediante microscopía e inspección ultrasónica y los valores de atenuación se convirtieron en coeficientes de absorción y se correlacionaron con los resultados del ILSS. El criterio de fractura de Mar-Lin proporcionó un buen ajuste a los datos experimentales y se consideró adecuado para predecir la resistencia de los compuestos porosos. Se observó que los laminados de tela de carbono con un nivel de porosidad superior al 0,9% y los laminados de cinta de carbono con una porosidad superior al 0,75% condujeron a una reducción de la resistencia mecánica.

INTRODUCCIÓN

Una de las mayores dificultades para conseguir el máximo ahorro de peso en la fabricación de componentes estructurales de aeronaves utilizando materiales compuestos avanzados es la tendencia de estos materiales a formar huecos y grietas en el interior y en la superficie de los componentes.

La formación de huecos en los composites avanzados se debe generalmente a burbujas de aire atrapadas en el sistema de resina cuando se formuló, bolsas de resina, humedad absorbida por el preimpregnado durante el almacenamiento y el procesado y ciclos de curado inadecuados, como valores de presión y temperatura inadecuados [1,2].

La formación y el crecimiento de huecos hacen que el laminado pierda resistencia, rigidez y vida a fatiga, lo que a menudo provoca un fallo catastrófico. Se sabe que la resistencia de los materiales compuestos a algunos tipos de esfuerzos (cizalladura interlaminar y compresión, entre otros) disminuye a medida que aumenta el volumen de huecos [2-4]. Además, cuando se exponen a efectos ambientales como la humedad del aire, las altas temperaturas y la radiación ultravioleta, los composites pueden ver afectadas sus propiedades físicas y mecánicas. Un hecho significativo es que los huecos favorecen la absorción de agua por la matriz polimérica, lo que implica un aumento potencial de los huecos preexistentes [3,5,6].

Por este motivo, es muy importante controlar la presencia de huecos en las estructuras aeroespaciales. Para detectar y caracterizar estas discontinuidades, la industria aeronáutica utiliza técnicas de inspección no destructivas. Entre ellas, el ensayo por ultrasonidos, mediante técnicas de pulso-eco o de transmisión total de la columna de agua, es la más utilizada.

• Materias:Materiales compuestos Gomas y resinas sintéticas Fracturas
• Subjects:Composite materials Gums and resins Synthetic Fractures
• Palabras claves:Voids; Compuestos; Resistencia al cizallamiento interlaminar; Criterio de fractura
• Keywords:Voids; Composites; Interlaminar shear strength; Fracture criterion