Tema 10 (2015)

Apunte Español
Universidad Universidad Nacional de Educación a Distancia (UNED)
Grado Química - 3º curso
Asignatura Materiales
Año del apunte 2015
Páginas 12
Fecha de subida 30/06/2017
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TEMA 10. MATERIALES COMPUESTOS 10.1 Introducción Un material compuesto es un sistema de materiales formado por una mezcla o combinación debidamente dispuesta de dos o más micro o macroconstituyentes con una interfase que los separa, que difieren en forma y composición química y son esencialmente insolubles entre sí.
La importancia que tiene para la ingeniería un material compuesto es que dos o más materiales diferentes se combinan para formar otro cuyas propiedades son superiores a las de sus componentes individuales o tienen importancia en algún otro aspecto.
10.2. Matrices, refuerzos, cargas y aditivos Los materiales compuestos se forman mediante la conjunción de cuatro constituyentes: • Matriz: Es el componente mayoritario y es continuo. Suele ser menos rígido y más dúctil que el refuerzo. Según el tipo de matriz los materiales compuestos se clasifican en tres grupos: - Materiales compuestos de matriz polimérica.
- Materiales compuestos de matriz metálica.
- Materiales compuestos de matriz cerámica.
• Refuerzo: Es el componente minoritario que se distribuye de forma dispersa reforzando la matriz. De él dependen las propiedades mecánicas del material resultante. Según el tipo de refuerzo que se emplee los materiales compuestos se clasifican en dos grupos: - Materiales compuestos reforzados con partículas: Las partículas son prácticamente equiaxiales, con dimensiones similares en todas las direcciones lo que da lugar a propiedades isotrópicas.
- Materiales compuestos reforzados con fibras: Tienen una relación longituddiámetro muy elevada por lo que las propiedades son anisotrópicas, variando con la dirección del esfuerzo aplicado.
• Aditivos y cargas: En función de las aplicaciones industriales estos constituyentes complementan propiedades que son necesarias para aplicaciones determinadas.
En general en los materiales compuestos la resistencia mecánica y la rigidez se asocian con el refuerzo mientras que la matriz proporciona la conductividad eléctrica y térmica. Sin embargo, el comportamiento mecánico debe entenderse como consecuencia de un efecto sinérgico entre el refuerzo y la matriz.
Tema 10. Materiales compuestos 137 10.2.a. Matrices: El criterio de selección de la matriz suele ser el intervalo de temperaturas de servicio del material compuesto. De menos a mayor temperatura tenemos los polímeros, los metales y las cerámicas: • Matrices poliméricas: Son compuestos de elevado peso molecular, como consecuencia de reacciones de polimerización por adición o por condensación. En general presentan resistencias mecánicas bajas y pueden soportar temperaturas del orden de los 100 ºC. Se dividen en tres grupos: • Matrices poliméricas termoplásticas: Las más frecuentes son polipropileno, poliamidas (nylon) y policarbonato que presentan varias ventajas: 1- Pueden soportar grandes deformaciones antes de la rotura.
2- Presentan fluencia, es decir, bajo condiciones de carga constante y a ciertas temperaturas, la deformación se incrementa con el tiempo porque hay una redistribución de carga durante la deformación.
3- Reprocesabilidad: Sobre todo cuando se refuerzan con fibras cortas no orientadas.
• Matrices poliméricas termoestables: Todos los polímeros de este grupo requieren un proceso de curado o reticulación mediante calor y presión generando una estructura tridimensional con forma fija y permanente. Sin embargo, se debe controlar la temperatura porque si una vez endurecido el material se sigue calentando se acaba descomponiendo. Las resinas termoestables más usadas son las de poliéster y las de epoxi.
Las resinas de poliéster son las más económicas ya que su tiempo de curado en caliente es muy corto, por lo que son muy interesantes desde el punto de vista de producción masiva. El curado de las resinas de poliéster es el resultado de la adición de moléculas de poliéster y monómeros.
Las resinas epoxi proporcionan buenas propiedades mecánicas al material compuesto, aunque su curado es mucho más lento. Presentan mejores características mecánicas y mayor resistencia térmica que las resinas de poliéster, aunque su precio es más elevado. Presentan el inconveniente que pueden absorber algo de humedad.
• Matrices metálicas: Dan lugar a la formación de materiales compuestos de alta resistencia mecánica y bajo peso. Las más utilizadas son las de Al, Ti, Mg y Cu y sus aleaciones. Pueden usarse a temperaturas mucho más elevadas que los de matriz polimérica, lo que facilita su aplicación en el campo aeroespacial.
• Matrices cerámicas: Se han desarrollado recientemente materiales compuestos con matriz cerámica reforzados con fibras o con partículas. Pueden trabajar a una temperatura mucho mayor que las matrices metálicas.
Tema 10. Materiales compuestos 138 10.2.b. Refuerzos: El refuerzo aporta al material compuesto propiedades de resistencia, rigidez y dureza. Los materiales de refuerzo obedecen a una de las siguientes formas: • Partículas: Con este tipo de refuerzo se aumenta tanto el límite elástico como la resistencia y la dureza del material compuesto. En este caso la geometría no sigue ninguna pauta y solo se controla la concentración del refuerzo y no su orientación o sus dimensiones. Se debe tener en cuenta que las partículas pueden ser grandes, por lo que las interacciones con la matriz se deben describir mediante la mecánica continua y no mediante el nivel atómico.
El ejemplo más representativo del grupo de partículas es el hormigón que es un material compuesto formado por una matriz de cemento a la que se añaden partículas grandes de arena o grava como material de refuerzo.
• Fibras: Pueden ser de dos tipos: Fibras cortas o fibras continuas. Las fibras cortas tienen características parecidas a las partículas. Sin embargo, las fibras continuas se usan en materiales de altas prestaciones donde los esfuerzos se transmiten por fuerzas de cizalladura por lo que el área superficial debe ser grande respecto al área transversal. Generalmente se comercializan mediante hilos formados por una gran cantidad de filamentos originando un espesor muy pequeño, por lo que en ocasiones es necesario disponer de diferentes láminas para alcanzar el espesor requerido. Surge así el laminado, en el que la orientación es fundamental para conseguir las características mecánicas deseadas.
A veces se recurre también al entramado que refuerza cada pliego del laminado y finalmente, a veces se hacen entramados tridimensionales, evitando así la exfoliación del material y obligando a las grietas a recorrer difíciles caminos por el interior del material, aumentando así la resistencia al impacto.
Como ejemplos de fibras destacan tres: - Fibras de vidrio: Las fibras de vidrio se usan como refuerzo de matrices de plástico para formar compuestos estructurales y compuestos de moldeo. Los materiales compuestos de plástico con fibra de vidrio tienen las siguientes características favorables: alta relación entre resistencia y peso; buena estabilidad dimensional; buena resistencia al calor, el frío, la humedad y a la corrosión; buenas propiedades de aislamiento eléctrico; facilidad de fabricación y costo relativamente bajo.
Tema 10. Materiales compuestos 139 - - Los dos tipos más importantes de vidrio que se utilizan en la producción de fibra de vidrio para compuestos son los vidrios E (eléctricos) y S (alta resistencia).
El vidrio E es el que se usa más comúnmente en fibras continuas. En esencia, el vidrio E está hecho de cal, aluminio y borosilicato con niveles de sodio y potasio nulos o bajos.
El vidrio S tiene una relación entre resistencia y peso más alta y es más caro que el vidrio E; se usa sobre todo en aplicaciones militares y aeroespaciales.
Las fibras de vidrio se producen extrayendo monofilamentos de vidrio de un horno que contiene vidrio fundido y reuniendo un gran número de esos filamentos que se tuercen para formar un hilo de fibras de vidrio. Los hilos se usan entonces para formar madejas de fibra de vidrio llamadas “rovings”, las cuales pueden presentarse como hilos continuos o también como hilos entretejidos, para fabricar los “rovings” tejidos.
Fibras de carbono: Los materiales compuestos que se fabrican utilizando fibras de carbono para reforzar matrices de resina plástica, como las epóxicas, se caracterizan por tener una combinación de ligereza de peso, muy alta resistencia y elevada rigidez (módulo de elasticidad). Estas propiedades hacen que el uso de materiales compuestos de plástico con fibras de carbono sea especialmente atractivo para aplicaciones aeroespaciales. Desafortunadamente, el costo relativamente alto de las fibras de carbono limita su uso en muchas industrias, como la automotriz. Las fibras de carbono para esos compuestos provienen principalmente de dos fuentes: el poliacrilonitrilo (PAN) y la brea, que reciben el nombre de precursores.
En general, las fibras de carbono se producen a partir de las fibras precursoras de PAN en un proceso de tres etapas: 1) estabilización, 2) carbonización y 3) grafitización. En la etapa de estabilización, las fibras de PAN se estiran primero para alinear las redes fibrilares dentro de cada fibra en dirección paralela al eje de la misma, después se oxidan en aire a una temperatura entre 200 y 220°C. La segunda etapa en la producción de fibras de carbono de alta resistencia es la carbonización. En este proceso, las fibras a base de PAN estabilizadas son pirolizadas (calentadas) hasta que se transforman en fibras de carbón por la eliminación de O, H y N de la fibra precursora. Una tercera etapa, el tratamiento de grafitización, se agrega cuando se desea lograr un incremento del módulo de elasticidad a expensas de la alta resistencia a la tensión.
Fibras de aramida: Fibra de aramida es el nombre genérico de las fibras de poliamida aromática. Fueron presentadas con el nombre comercial de Kevlar, y en la actualidad se ofrecen en dos tipos comerciales: kevlar 29 y 49. El Kevlar 29 es una fibra aramida de baja densidad y alta resistencia, diseñada para ciertas aplicaciones, como protección balística, cuerdas y cables. El Kevlar 49 se Tema 10. Materiales compuestos 140 caracteriza por su baja densidad y alta resistencia y módulo de elasticidad. Las propiedades del Kevlar 49 hacen que sus fibras sean útiles como refuerzos de plástico en materiales compuestos para aplicaciones aeroespaciales, marítimas, automotrices y otras de tipo industrial.
El enlace de hidrógeno mantiene unidas estas estructuras en dirección transversal. Por eso, estas fibras tienen alta resistencia longitudinal y una resistencia débil en dirección transversal. La estructura del anillo aromático imparte alta rigidez a las cadenas de polímero, haciendo que se comporten como una estructura en forma de varilla. La aramida kevlar se usa en aplicaciones a base de materiales compuestos de alto rendimiento cuando el peso liviano, la elevada resistencia y la rigidez, la resistencia a daños, la resistencia a la fatiga y a la ruptura por tensión son importantes.
10.2.c. Cargas: Son sustancias que se unen al producto acabado y que aumentan su viscosidad, densidad, elasticidad, dureza, etc. Otras aportan propiedades específicas que convierten al material en ignífugo, conductor o antiestático.
10.2.d. Aditivos: Se añaden en menor cantidad que las cargas. Por ejemplo, los lubricantes tienen la misión de modificar las fuerzas de cohesión intermolecular para que disminuya la viscosidad de la resina. Otros aditivos son pigmentos y colorantes o aditivos para proteger al material de la degradación UV.
10.3. Materiales compuestos reforzados con fibras 10.3.a. Fibras continuas y alineadas: Este tipo de fibras suelen tener longitudes similares a las dimensiones de la pieza a reforzar. Su módulo elástico se puede calcular desde dos puntos de vista diferentes: • Condiciones de isodeformación: Se produce cuando el esfuerzo aplicado al material es paralelo a la dirección de las fibras. En este caso la deformación resultante en la pieza será la misma para matriz y refuerzo. De esta forma la deformación del material compuesto, ε, coincide con el sufrido por la matriz, εm, y coincide con el sufrido por el de las fibras de refuerzo, εf. Así F = FH = FI .
Tema 10. Materiales compuestos 141 Por otra parte, la tensión σ está soportada tanto por las fibras como por la matriz, de acuerdo con su porción volumétrica: K = KI LI + KH N1 − LI P σ, σf y σm: Resistencia a la tensión del compuesto, la fibra y la matriz Vf: Fracción del volumen ocupado por las fibras.
La fracción de volumen ocupado por las fibras se define como: LI = QI QI + QH Sf y Sm son las fracciones de área ocupadas por las fibras y la matriz en un plano normal a las fibras.
Dividiendo cada tensión por su deformación se obtiene el módulo elástico del compuesto medido en la dirección de la fibra (E = σ/ε): ST = S͈ = SI LI + SH N1 − LI P Esta ecuación se conoce como la regla de mezclas para compuestos binarios y permite calcular un valor para el módulo elástico de un compuesto si se conocen los módulos elásticos de la fibra y la matriz, así como sus porcentajes en volúmenes.
Finalmente se puede calcular la fracción de la carga soportada por la fibra sabiendo que P = E·V y que Pc = Pf + Pm (donde P es la carga sobre el compuesto total): SH LI WI = WT SI LI + SH N1 − LI P • Condiciones de isoesfuerzo: Considérese ahora un caso de un material laminar compuesto ideal formado por capas de fibra y de matriz, en el que las capas son perpendiculares a la deformación aplicada. En ese caso la deformación resultante en la pieza no será la misma para matriz y refuerzo, sino que se producen esfuerzos iguales en todas las capas. Por eso a estas condiciones se les llama condiciones de isoesfuerzo.
En este caso la deformación del material es la suma de la deformación de las fibras y de la matriz multiplicado por la fracción de volumen ocupado por cada uno de ellos: F = FI LI + FH N1 − LI P Si dividimos a cada lado de este término por la tensión, σ, y sabiendo que E = σ/ε, llegamos a: N1 − LI P LI 1 = + SI ST SH Tema 10. Materiales compuestos 142 Y despejando EC obtenemos la ecuación del módulo elástico en condiciones de isotensión: ST = S˔ = SI SH SH LI + SI N1 − LI P Si se comparan las condiciones de isoesfuerzo e isotensión en una gráfica se observa la anisotropía de E en un material compuesto, que hace que el módulo elástico sea mayor en la dirección de la fibra. Los valores del módulo comprendidos entre las dos condiciones corresponden a las situaciones intermedias, cuando el ángulo formado entre la tensión aplicada y el eje de las fibras oscila entre 0 y 90º.
10.3.b. Fibras discontinuas: Este tipo de fibras, de longitud inferior a la de la pieza, proporciona refuerzos menos eficaces que los de las fibras continuas. Se utilizan fibras de vidrio, carbono y aramida, alcanzando módulos de elasticidad de casi el 90 % de los obtenidos con fibras continuas y resistencias a la tracción del 50 %.
• Resistencia mecánica: En este caso no son vñalidas las ecuaciones correspondientes a las fibras continuas porque no existen condiciones de isodeformación, lo que supone considerar el estado de tensiones de una fibra embebida en una matriz. El modelo supone que la deformación de la matriz no se transmite en su totalidad a la fibra sino que se produce un desplazamiento relativo entre ambas a lo largo de la interfase. La zona central de la fibra es la que soporta mayor carga de tracción, mientras que en los extremos es la matriz la que soporta la carga. Las condiciones óptimas corresponderían a un refuerzo de fibras que tengan la longitud crítica, no mejorando la resistencia del material cuando las fibras presentan mayor longitud.
La tensión de la fibra varía a lo largo de su longitud de forma que la resistencia del material compuesto se conoce al aplicar la regla de las mezclas, igual que en los casos anteriores: \I LI I + KH NFI PN1 − LI P 2 • Tenacidad: Es una medida de la energía que es preciso consumir para que se propague una grieta (G). Si en un material compuesto de fibra continua, la grieta se \T = Tema 10. Materiales compuestos 143 propaga en línea recta a través del material, las áreas de fibra y de matriz en superficie de fractura seguirán las reglas de las mezclas, por lo tanto: ]T = ]I LI + ]H N1 − LI P En esta ecuación se ha supuesto una adherencia perfecta entre matriz y fibra, cosa que generalmente no sucede, sino que hay una cierta tendencia a la delaminación, es decir, a la rotura de la unión fibra-matriz por la interfase con desplazamiento relativo de un constituyente respecto al otro.
10.4. Materiales compuestos reforzados con partículas El interés de estos materiales radica en su facilidad de procesado, lo que indica un abaratamiento considerable respecto a los reforzados con fibra. Además, las propiedades mecánicas de los reforzados con partículas son isotrópicas.
En los materiales compuestos reforzados con partículas duras se mejora significativamente la resistencia al desgaste.
Otro tipo de materiales compuestos tiene lugar cuando las partículas que se añaden se consideran grandes, lo que significa que las interacciones entre la matriz y la partícula no se pueden describir a nivel molecular sino a nivel macroscópico. El ejemplo más claro de este tipo de materiales es el hormigón. El hormigón es un material compuesto formado por una base de cemento portland con un refuerzo de grava y arena. Se utilizan partículas de dos tamaños, arena y grava, con el fin de que el empaquetamiento del agregado sea denso, mediante el contacto entre partículas de tamaños bien diferenciados.
Cuando el hormigón fragua, se produce una contracción del cemento, pero no del material de refuerzo, por lo que se crean pequeñas grietas, que acentúan su carácter frágil. Esta fragilidad se frena por la presencia de burbujas de aire que dificultan la propagación de las grietas. También se reduce la fragilidad introduciendo barras de acero (hormigón armado) de forma que la tensión se transfiere del hormigón al refuerzo a través de la intercara.
Otro hormigón especial es el hormigón pretensado. Para su fabricación se introducen alambres de acero en un molde a elevadas cargas uniaxiales. Se le añade hormigón y se deja fraguar. Posteriormente se retira el molde y la carga, haciendo que los alambres se contraigan. Este tipo de hormigón se emplea fundamentalmente en la construcción de puentes.
10.5. Materiales compuestos de matriz polimérica Dos de las matrices de resinas de plástico más importantes para los plásticos reforzados con fibra son las resinas de poliéster no saturado y las resinas epóxicas. Las resinas de poliéster cuestan menos, pero de ordinario no son tan resistentes como las resinas epóxicas. El poliéster no saturado se usa ampliamente en matrices de plásticos Tema 10. Materiales compuestos 144 reforzados con fibras. Entre las aplicaciones de esos materiales se encuentran los cascos de las lanchas, paneles de construcción y paneles estructurales para automóviles, aviones y aparatos electrodomésticos. Las resinas epóxicas cuestan más, pero tienen ventajas especiales, como son las buenas propiedades de resistencia y menor contracción que las resinas de poliéster después de ser curadas. Las resinas epóxicas se usan de ordinario como materiales aglutinantes para compuestos con fibras de carbono y de aramida.
10.5.a. Resinas de poliéster reforzadas con fibra de vidrio: La resistencia de los plásticos reforzados con fibra de vidrio depende sobre todo del contenido de vidrio del material y del arreglo de las fibras de vidrio. En general, mientras más alto es el porcentaje en peso de vidrio en el compuesto, tanto más resistente es el plástico reforzado. Cuando hay hilos de vidrio en dirección paralela, como puede ocurrir en el caso del embobinado de los filamentos, el contenido de fibra de vidrio puede ser hasta de 80% en peso, lo cual conduce a valores de resistencia muy altos para el material compuesto.
Cualquier desviación de la alineación paralela de los hilos de vidrio reduce la resistencia mecánica del compuesto de fibra de vidrio. Por ejemplo, los compuestos hechos con telas de fibra de vidrio tejidas tienen menor resistencia a causa de su enlace, que si todas las hebras de vidrio fueran paralelas. Si el roving es triturado, con lo cual se produce un arreglo aleatorio de las fibras de vidrio, la resistencia es más baja en una dirección específica, pero es igual en todas las demás direcciones.
10.5.b. Resinas epóxicas reforzadas con fibra de carbono: En materiales compuestos a base de fibras de carbono, las fibras aportan las propiedades de alta rigidez y resistencia a la tensión, mientras que el aglutinante (la matriz) es el vehículo para la alineación de las fibras y aporta cierta resistencia al impacto. Las resinas epóxicas son, por amplio margen, las matrices que se usan más comúnmente para las fibras de carbono, pero en ciertas aplicaciones pueden usarse otras resinas, como las polimidas, sulfuros de polifenileno o polisulfonas.
La principal ventaja de las fibras de carbono son sus altos valores de resistencia y módulo de elasticidad combinados con su baja densidad. Por esta razón, los compuestos de fibra de carbono están sustituyendo a los metales en algunas aplicaciones aeroespaciales donde el ahorro en peso es importante.
En las estructuras diseñadas para ingeniería, Este material está laminado, por lo que se pueden satisfacer a la medida diferentes requisitos de resistencia.
Tema 10. Materiales compuestos 145 10.6. Materiales compuestos con matriz metálica y cerámica Su aplicación industrial está poco desarrollada dado el alto coste de fabricación y la poca experiencia en su comportamiento en servicio, además de otras limitaciones como la necesidad de usar fibras de refuerzo especiales para evitar la reacción fibramatriz a altas temperaturas durante su procesado. En general las matrices metálicas reforzadas con fibras mejoran el comportamiento ante la fluencia respecto de la aleación base y empeoran la tenacidad.
10.6.a. Materiales compuestos de matriz metálica: Los materiales metálicos más usados como matriz de materiales compuestos reforzados con fibras son Al, Cu y Ti. Los refuerzos más empleados son fibras de carbono, de SiC y de BC, cuyos contenidos no superan el 50 % de su volumen. Las ventajas que presentan estos compuestos frente a los de matriz polimérica son temperaturas de servicio bastante superiores, mejores valores de resistencia específica y un módulo específico más elevado.
10.6.b. Materiales compuestos de matriz cerámica: Presentan una enorme complejidad tanto en la fabricación como en el comportamiento, siendo el objetivo principal conseguir un material que conserve las propiedades de las cerámicas, tales como resistencia térmica a la corrosión, etc. y mejorando su tenacidad para permitir su utilización en aplicaciones estructurales. Refuerzos a base de tejidos tridimensionales de fibra de carbono sobre los que se infiltra una matriz de carbono mediante pirolisis o deposición en fase de vapor se han desarrollado para fabricar piezas de transbordadores espaciales, discos de frenos para automóviles de competición o aviones.
10.7. Aplicaciones de los materiales compuestos En general, todos aquellos sectores industriales donde la ligereza, resistencia mecánica específica, resistencia a la corrosión, aislamiento eléctrico, estabilidad dimensional son importantes, pueden considerarse potencialmente usuarios de estos materiales. Entre las aplicaciones más importantes de estos materiales se pueden citar: - En el sector agrario: fabricación de silos, depósitos, jaulas de animales, cámaras frigoríficas, depósitos alimentarios, etc.
- En el sector de la construcción: fabricación de placa ondulada para tejados, invernaderos, revestimientos de fachadas de edificios, impermeabilización, elementos sanitarios, marquesinas, contenedores de basura, etc.
- En el sector del deporte: industria náutica de recreo, esquíes, raquetas de tenis, piscinas, cuadros de bicicletas, etc.
- En el sector del transporte: dentro de la industria del automóvil en las más diversas aplicaciones (paragolpes, tableros, portones, carrocerías, prototipos, Tema 10. Materiales compuestos 146 - etc.), ferrocarriles, autobuses, camiones isotermos, motos, en la industria aeronáutica, etc.
En el sector de la electricidad y la electrónica: cajas eléctricas, soportes de circuitos integrados, aislamiento de cables, etc.
En la industria química: depósitos, tuberías de conducción de agua, etc.
Tema 10. Materiales compuestos 147 EJERCICIOS DEL TEMA 10 Cuestiones teóricas 1- ¿De qué partes consta un material compuesto? Defina cada una de ellas y su aportación al conjunto del material.
2- ¿Qué tipo de fibras, en cuanto a su naturaleza, se utilizan en la fabricación de materiales compuestos? Clasifique dichas fibras de mayor a menor en función de la resistencia mecánica.
3- ¿Qué tipos de matrices existen? ¿Cuáles son las más usadas actualmente? 4- ¿Qué tipo de vidrios existen y cuáles son sus diferencias en las fibras de vidrio? 5- ¿Qué se entiende por la forma comercial denominada MAT? 6- ¿Qué diferencias existen entre las fibras de C de alto módulo y de alta resistencia? 7- ¿Qué propiedad destaca en la fibra de aramida? 8- ¿Qué función desempeña en el material compuesto el ensimaje? 9- ¿De qué dependen las propiedades mecánicas de un material compuesto? 10- ¿De qué depende el módulo elástico de un material compuesto reforzado con fibra continua? 11- ¿Cómo influye en el diseño del material compuesto la diferencia de los módulos de elasticidad de fibra y de matriz? 12- ¿Qué sentido tiene el concepto de longitud crítica de fibra? 13- ¿Qué influencia presenta en las propiedades mecánicas el ángulo entre la dirección del esfuerzo y la dirección de las fibras? 14- ¿Qué consideraciones es necesario tener en cuenta cuando el refuerzo del material es con fibra corta o discontinua? 15- ¿Qué mejoras presenta un material reforzado con partículas? 16- ¿Qué diferencias existen entre el hormigón pretensado y el hormigón armado? Ejercicios prácticos 1- La densidad promedio de un material compuesto de matriz epoxídica y fibra de C de refuerzo es de 1,6 g/cm3. Teniendo en cuenta que la densidad de la resina epoxi utilizada es de 1,2 g/cm3 y la de la fibra de C es de 1,7 g/cm3 estime la composición del material en % en peso de resina y fibra de C.
2- Calcule el módulo de elasticidad en isodeformación de un material reforzado con un 50 % en volumen de fibras de vidrio E. La matriz presenta un módulo de 3,5 · 103 MPa.
3- ¿Cuál será el módulo de elasticidad del material anterior si se sustituye el refuerzo anterior por fibra Kevlar 49? Tema 10. Materiales compuestos 148 ...

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