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Determinación experimental del daño transversal en la matriz de un material compuesto mediante la utilización de un sistema de emisiones acústicas

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2012-02
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2012-02-20
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The research of matrix cracking in a composite material laminate is of paramount importance nowadays. Although it is not a catastrophic damage mode, intralaminar cracking causes the appearance of other more critical damage modes that may lead to the failure of the material. In this project, detection of transversal matrix cracking has been developed in a composite material laminate throughout an Acoustic Emssions system (AE). Intralaminar cracks appear as longitudinal strain increases. In order to calibrate and validate this detection system, radiographies from tested specimens have been performed. The number of cracks is counted on the radiographies of each specimen and this number is contrasted with the results recorded by the AE system. The fabrication of the composite material laminates has been performed. The composite material employed is a unidirectional carbon/epoxy prepreg. The curing cycle was executed into an oven by means of vacuum bag processing. Subsequently, the plates obtained were prepared for tensile testing with a Universal Testing Machine. The results support the existence of a correlation between the acoustic emissions detected by the AE system and the formation of intralaminar cracks shown through the radiographies. ___________________________________________________________________________________________________________________
El estudio de la aparición de fisuras en la matriz de un material compuesto es de gran relevancia hoy en día. Este tipo de daño, aunque no catastrófico, provoca la aparición de otros tipos de daño más severos que pueden llevar a la rotura del material. En este proyecto, se ha llevado a cabo la detección de la formación de fisuras transversales en un material compuesto laminado haciendo uso de un sistema de Emisiones Acústicas (AE). Este sistema no había sido utilizado anteriormente. La calibración y validación de dicho sistema han sido realizadas mediante el uso de radiografías. A través de éstas se han contabilizado las fisuras aparecidas en cada una de las muestras ensayadas, las cuales han sido comparadas con los resultados obtenidos por el sistema AE. Para la realización de estos ensayos, ha sido necesario fabricar laminados de material compuesto. El material empleado ha sido un prepreg unidireccional de fibra de carbono en matriz epoxi. Se ha realizado su curado en un horno mediante la técnica de bolsa de vacío. Posteriormente, las planchas obtenidas han sido preparadas para la realización de las pruebas en una máquina universal de ensayos. Las fisuras intralaminares se generan a medida que aumenta la deformación longitudinal. Los resultados obtenidos demuestran que existe una correlación entre las emisiones acústicas detectadas por el sistema AE y la formación de fisuras intralaminares observadas en las radiografías.
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Keywords
Mecánica de sólidos, Materiales compuestos, Ensayo de materiales, Emisiones acústicas
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