Diseño y caracterización de un compuesto fibroreforzado de matriz polimérica y fibra de carbono como modelo en la implementación de cascos para ciclismo
Se diseñó y caracterizó experimentalmente un material compuesto de matriz epóxica reforzado con fibra de carbono En este trabajo se estudió el efecto de la orientación de la fibra dentro de la matriz como contribución en la mejora de las propiedades mecánicas del material fibro-reforzado. La caracte...
- Autores:
-
Aperador Chaparro, William Arnulfo
Delvasto, Silvio
Ipaz, Leonid
- Tipo de recurso:
- Article of investigation
- Fecha de publicación:
- 2009
- Institución:
- Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito
- Repositorio:
- Repositorio Institucional ECI
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:repositorio.escuelaing.edu.co:001/2341
- Acceso en línea:
- https://repositorio.escuelaing.edu.co/handle/001/2341
- Palabra clave:
- Compuestos fibrosos
Compuestos de carbono
Polímeros
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Composites de matriz polimérica
Fibras de carbono
Ensayos de flexión e impacto
Cascos para ciclismo
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Bending and impact tests
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Se diseñó y caracterizó experimentalmente un material compuesto de matriz epóxica reforzado con fibra de carbono En este trabajo se estudió el efecto de la orientación de la fibra dentro de la matriz como contribución en la mejora de las propiedades mecánicas del material fibro-reforzado. La caracterización estructural, mecánica y morfológica se realizó mediante Difracción de rayos-X, Ensayos de Flexión e Impacto y Microscopia Electrónica de Barrido (SEM) respectivamente. Los resultados obtenidos por XRD muestran un relativo alto grado de semi-cristalinidad con una orientación (002) para 2Ө = 24.0. Se encontró que en los ensayos de flexión para la matriz con fibras cortas distribuidas al azar presenta un esfuerzo máximo de 2900 KN/m2 comparado con la matriz con fibras continuas que presenta un esfuerzo máximo de 5900 KN/m2, un comportamiento similar fue evidenciado en los ensayos de impacto. Imágenes de SEM muestran una buena distribución de la fibra dentro de la matriz. Los anteriores resultados muestran el efecto de la orientación de la fibra dentro de la matriz, abriendo la posibilidad de aplicar este tipo de diseños en el uso de otros dispositivos empleados en deportes de alto desempeño. |
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Se encontró que en los ensayos de flexión para la matriz con fibras cortas distribuidas al azar presenta un esfuerzo máximo de 2900 KN/m2 comparado con la matriz con fibras continuas que presenta un esfuerzo máximo de 5900 KN/m2, un comportamiento similar fue evidenciado en los ensayos de impacto. Imágenes de SEM muestran una buena distribución de la fibra dentro de la matriz. Los anteriores resultados muestran el efecto de la orientación de la fibra dentro de la matriz, abriendo la posibilidad de aplicar este tipo de diseños en el uso de otros dispositivos empleados en deportes de alto desempeño.It was designed and characterized experimentally a composites material of epoxy matrix reinforced with carbon fiber. In this study was to assess the effect of matrix fiber orientation as a contribution in improving the mechanical properties of composites materials. The structural, mechanical and morphological characterization was performed using X-ray diffraction, bending and impact test and scanning slectron microscopy (SEM) respectively. The results obtained by XRD show a relatively high degree of semi-crystallinity due to the contribution of the amorphous epoxy resin phase and crystalline carbon fiber phase with an orientation (002) for 2Ө = 24.0o. We found that bending test for matrix with short fibers randomly distributed presents a maximum stress 2900 KN/m2 compared with matrix continuous fibres, which presents a maximum stress 5900 KN/m2, a similar behavior was showed in impact tests. SEM images show a good fiber distribution within the matrix. The previous results show a systematic increase of the mechanical properties in fiber reforced material indicating that the analysis of the fiber orientation effect within the matrix displays an improved composite material, opening the possibility of applying such designs in the use of other devices used in high performance sports.8 páginasapplication/pdfspaUniversidad Simón BolívarColombiaDiseño y caracterización de un compuesto fibroreforzado de matriz polimérica y fibra de carbono como modelo en la implementación de cascos para ciclismoArtículo de revistainfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_2df8fbb1Textinfo:eu-repo/semantics/articlehttp://purl.org/redcol/resource_type/ARThttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85113211127S1N/ARevista Latinoamericana de Metalurgia y MaterialesStandard Test Methods for Determining the Izod Pendulum Impact Resistance of Plastics. Designation: D 256 – 05. ASTM International. 100 Barr Harbor Drive, PO Box C700, West Conshohocken, PA United States. 20 p. 1942- 1959.Mills, N.J. and Gilchrist, A. Accid. Anal. and Preview. 1991, 23,153-163.Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics. Designation: D 638 – 03. ASTM international. 100 Barr Harbor Drive, PO Box C700, West Conshohocken, PA, United States. 15 p. 19428-2959.Gibson, L.J. and Ashby, M.F. “Cellular Solids, Structure and Properties”, 2nd edition, Cambridge University Press (1996).Daniel. I. M, Hsiao. H. M. Int. J Fract SpecialIssue. 1999, 95, 143–158.J. A. Macia, et al. Microporous and Mesoporous Materials. 2007, 10, 397- 405.Md. Majibur Rahman Khan, et al. Carbon 2007, 45, 1035–1042.Weiming Chen, et al. Composites Science and Technology. 2007, 67, 2261–2270.Lee J, Soutis C. Compos Part. 2005; 36 (2), 21– 27.Soutis C. Compos Sci Technol. 1991; 42 (4), 373–392.J. Lee, et al. “A study on the compressive strength of thick carbon fibre–epoxy laminates, 2007, 67, 2015–2026.W. Chen et al. Composites Science and Technology. 2007, 67, 2261-2270.Bazant PZ, et al. Int J Fract; (Special Issue), 1999, 95, 103–114.Chim ES, Lo KH. 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