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Caracterización mediante técnicas de ultrasonido de un laminado de fibra de vidrio

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Publication date
2009-07
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2009
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El objetivo fundamental de este trabajo es la caracterización ultrasónica de una placa de material compuesto, constituido de fibra de vidrio reforzado con matriz de poliéster, la cual consiste en determinar la velocidad de propagación de las ondas ultrasónicas en el espesor del material. Las señales ultrasónicas son ondas mecánicas de alta frecuencia adecuadas para monitorear in situ materiales que tienen geometrías diversas, permitiendo su caracterización cuando otros ensayos no son realizables. Las cantidades medidas, la velocidad de la onda que se propaga a través del material y la atenuación que sufre la misma, dependen de las propiedades mecánicas del material. La técnica de inspección ultrasónica resulta más sencilla para inspeccionar materiales teóricamente homogéneos e isótropos que para inspeccionar materiales compuestos, ya que éstos poseen una estructura anisótropa más complicada que produce reflexiones que se pueden confundir con las reflexiones características de las paredes o superficies interlaminares. Se determinó experimentalmente que la velocidad de propagación de las ondas ultrasónicas longitudinales en un laminado grueso de fibra de vidrio y matriz polimétrica es de 2228.33 m/s, así mismo, calculada teóricamente este valor alcanza los 2334.15 m/s. En general, el laminado de fibra de vidrio presenta una fuerte atenuación. Sin embargo, ésta es mayor o menor en función de la frecuencia empleada. Se comprueba que a mayor frecuencia, mayor atenuación sufre la onda ultrasónica. Por ello, la frecuencia óptima para inspeccionar el laminado de fibra de vidrio y matriz polimérica es 1.5 MHz, debido a que es la que menos se atenúa. El hecho de que el laminado esté construido por superposición de dos laminados de 6 mm de espesor cada uno es un inconveniente a la hora de someterlo a una inspección ultrasónica, ya que la onda sufre una gran atenuación debido a este aspecto, y por tanto a partir de 6 mm pierde bastante energía, incluso se pierde totalmente para 10 MHz. Sin embargo, se puede utilizar este aspecto de una manera provechosa, fijándonos en el eco de reflexión producido a esa distancia, en vez del eco de la pared de fondo para determinar el valor de la velocidad ultrasónica.
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Keywords
Materiales compuestos, Ondas ultrasónicas, Fibra de vidrio
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