Publication: Estudio numérico del impacto asimétrico en placas de policarbonato con entalla simple
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Publication date
2015-07-06
Defense date
2015-07-06
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Abstract
Nowadays, the use of polycarbonate has become very popular due to his good relationship between mechanical properties with respect to his weight and cost. Polycarbonate is one of the materials with better behaviour under impact loads so it is a good choice to applications such as glazing, barriers and PPEs (personal protective equipments).
As a consequence of these applications, different failure modes have been observed on polycarbonate plates producing crack propagations on the material. The competition between the different failure modes and the different parameters and conditions produces different behaviours of the polycarbonate.
This project reaches the numerical study of the failure modes observed in polycarbonate notched specimens under impact loads. In the study, using Abaqus (software based on the Finite Element Method), a full three-dimensional numerical model has been build to reproduce tests made on polycarbonate simple notched specimens.
Thanks to this study it is possible to know the influence of the different parameters and conditions on the failure modes observed on the polycarbonate under impact conditions.
En la actualidad, la utilización del policarbonato ha cobrado ventaja sobre la de otros materiales debido a sus buenas propiedades mecánicas en relación con su peso y coste. Debido a que el policarbonato es uno de los polímeros termoplásticos más resistentes al impacto que existen lo convierte en una alternativa segura para acristalamientos, protecciones y barreras. Como consecuencia de estas aplicaciones, durante los impactos que pueda sufrir el material, se producen fisuras en el mismo. Dichas fisuras pueden producirse debido a diferentes modos de fallo, como por ejemplo, el modo de fallo frágil y modo de fallo dúctil. A su vez las fisuras pueden propagarse en distintas direcciones y el material puede comportarse de distinta forma en función de ciertos parámetros y condiciones. Este proyecto abarca el estudio numérico del impacto asimétrico en placas de policarbonato con entalla simple. En dicho estudio se analizan los distintos modos de fallo así como la influencia de los distintos parámetros del problema tales como espesor de la probeta, velocidad de impacto y altura de impacto. Para ello se ha empleado el software comercial Abaqus, basado en el método de elementos finitos (MEF), gracias al cual se ha desarrollado un modelo numérico para el problema expuesto. Gracias a este estudio es posible conocer la influencia de los parámetros del impacto en el fallo del policarbonato así como conocer el comportamiento frente a impacto del mismo sin necesidad de realizar ensayos experimentales.
En la actualidad, la utilización del policarbonato ha cobrado ventaja sobre la de otros materiales debido a sus buenas propiedades mecánicas en relación con su peso y coste. Debido a que el policarbonato es uno de los polímeros termoplásticos más resistentes al impacto que existen lo convierte en una alternativa segura para acristalamientos, protecciones y barreras. Como consecuencia de estas aplicaciones, durante los impactos que pueda sufrir el material, se producen fisuras en el mismo. Dichas fisuras pueden producirse debido a diferentes modos de fallo, como por ejemplo, el modo de fallo frágil y modo de fallo dúctil. A su vez las fisuras pueden propagarse en distintas direcciones y el material puede comportarse de distinta forma en función de ciertos parámetros y condiciones. Este proyecto abarca el estudio numérico del impacto asimétrico en placas de policarbonato con entalla simple. En dicho estudio se analizan los distintos modos de fallo así como la influencia de los distintos parámetros del problema tales como espesor de la probeta, velocidad de impacto y altura de impacto. Para ello se ha empleado el software comercial Abaqus, basado en el método de elementos finitos (MEF), gracias al cual se ha desarrollado un modelo numérico para el problema expuesto. Gracias a este estudio es posible conocer la influencia de los parámetros del impacto en el fallo del policarbonato así como conocer el comportamiento frente a impacto del mismo sin necesidad de realizar ensayos experimentales.
Description
Keywords
Mecánica de sólidos, Ensayo de materiales, Análisis numérico, Polímero, Policarbonato, Modo de fallo, MEF