Modelado mecnico del comportamiento a impacto de estructuras

Modelado mecánico del comportamiento a impacto de estructuras de composite Nombre del autor: Bernat Villalba Torres Tutor del TFG: Juan Antonio García Manrique

Introducción Bernat Villalba Torres - Modelado mecánico del comportamiento a impacto de estructuras de composite 01/33

Introducción • El ensayo CAI (Compression After Impact). • Probeta de material compuesto de base de carbono (CFRP). • Se va a realizar todo bajo la norma ISO 18352. Bernat Villalba Torres - Modelado mecánico del comportamiento a impacto de estructuras de composite 02/33

Ensayo CAI Ensayo de impacto Bernat Villalba Torres - Modelado mecánico del comportamiento a impacto de estructuras de composite 03/33

Ensayo CAI Bernat Villalba Torres - Modelado mecánico del comportamiento a impacto de estructuras de composite 04/33

Ensayo CAI Ensayo No Destructivo Bernat Villalba Torres - Modelado mecánico del comportamiento a impacto de estructuras de composite 05/33

Ensayo CAI Ensayo de compresión Bernat Villalba Torres - Modelado mecánico del comportamiento a impacto de estructuras de composite 06/33

Simulación • Programa: LS-DYNA. Bernat Villalba Torres - Modelado mecánico del comportamiento a impacto de estructuras de composite 07/33

Simulación Ventajas de la simulación • Menor tiempo de ensayo. • Mayor cantidad de datos que se puede recoger. • Menor coste que el ensayo físico. • Extrapolable a otros problemas. Bernat Villalba Torres - Modelado mecánico del comportamiento a impacto de estructuras de composite 08/33

Simulación Bernat Villalba Torres - Modelado mecánico del comportamiento a impacto de estructuras de composite 09/33

Mapeado (Simulación) Bernat Villalba Torres - Modelado mecánico del comportamiento a impacto de estructuras de composite 10/33

Simulación de impacto (3, 5 J) Bernat Villalba Torres - Modelado mecánico del comportamiento a impacto de estructuras de composite 11/33

Simulación de impacto (25 J) Bernat Villalba Torres - Modelado mecánico del comportamiento a impacto de estructuras de composite 12/33

Daño capas (25 J) Bernat Villalba Torres - Modelado mecánico del comportamiento a impacto de estructuras de composite 13/33

Resultados impacto Bernat Villalba Torres - Modelado mecánico del comportamiento a impacto de estructuras de composite 14/33

Fuerza del impacto Bernat Villalba Torres - Modelado mecánico del comportamiento a impacto de estructuras de composite 15/33

Energía del impacto Bernat Villalba Torres - Modelado mecánico del comportamiento a impacto de estructuras de composite 16/33

Velocidad del impacto Bernat Villalba Torres - Modelado mecánico del comportamiento a impacto de estructuras de composite 17/33

Desplazamiento de la probeta Bernat Villalba Torres - Modelado mecánico del comportamiento a impacto de estructuras de composite 18/33

Resultados impacto (Simulación) Bernat Villalba Torres - Modelado mecánico del comportamiento a impacto de estructuras de composite 19/33

Energía del impacto Bernat Villalba Torres - Modelado mecánico del comportamiento a impacto de estructuras de composite 20/33

Velocidad del impacto Bernat Villalba Torres - Modelado mecánico del comportamiento a impacto de estructuras de composite 21/33

Desplazamiento de la probeta Bernat Villalba Torres - Modelado mecánico del comportamiento a impacto de estructuras de composite 22/33

Ensayo no destructivos (NDT) Bernat Villalba Torres - Modelado mecánico del comportamiento a impacto de estructuras de composite 23/33

C-Scan • Daño bajo en la probeta Bernat Villalba Torres - Modelado mecánico del comportamiento a impacto de estructuras de composite 24/33

C-Scan • Daño medio en la probeta Bernat Villalba Torres - Modelado mecánico del comportamiento a impacto de estructuras de composite 25/33

C-Scan • Daño alto en la probeta Bernat Villalba Torres - Modelado mecánico del comportamiento a impacto de estructuras de composite 26/33

Conclusiones Bernat Villalba Torres - Modelado mecánico del comportamiento a impacto de estructuras de composite 27/33

Conclusiones • Ambos ensayos muestran un comportamiento similar. • La simulación ha servido para marcar tendencias, pero no podría sustituir al ensayo físico en su totalidad. • El daño que sufre la probeta a bajas energías es considerable. (máxima fuerza = 3400 N). • Con poca energía la probeta recibe un daño superficial, pero crítico. Bernat Villalba Torres - Modelado mecánico del comportamiento a impacto de estructuras de composite 28/33

Líneas de desarrollo futuras • Realiza ensayo de compresión, tanto físico como simulado. • Obtener el valor de la energía residual que se obtiene tras este impacto. • Mejorar el modelo que se ha construido en DYNA para que sea mucho más fiable. • Un modelo de material dentro del programa que se ajuste más a la realidad. LS- Bernat Villalba Torres - Modelado mecánico del comportamiento a impacto de estructuras de composite 29/33

ANEXO: COSTES Bernat Villalba Torres - Modelado mecánico del comportamiento a impacto de estructuras de composite 30/33

Costes del proyecto • Coste total del proyecto: • (Sin IVA) 50, 800 € • (Con IVA) 61, 468 € Bernat Villalba Torres - Modelado mecánico del comportamiento a impacto de estructuras de composite 31/33

Costes del proyecto (Con Compresión) • Coste total del proyecto: • (Sin IVA) 68, 200 € • (Con IVA) 82, 522 € Bernat Villalba Torres - Modelado mecánico del comportamiento a impacto de estructuras de composite 32/33

¡GRACIAS POR SU ATENCIÓN! Bernat Villalba Torres - Modelado mecánico del comportamiento a impacto de estructuras de composite 33/33