Capítulo 1: Introducción general

MATERIALES COMPUESTOS
Capítulo 1: Introducción general
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Historia de los materiales compuestos
Tipos de materiales compuestos
– Tipo de matriz (polimérica, metálica, cerámica)
– Geometría de los refuerzos:
• Fibra larga (unidireccional, laminado, tejido, ...)
• Otros (partículas, fibra corta, …)
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Diseño de materiales compuestos
– Mapas de propiedades
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La transferencia de carga
– Importancia de la intercara
– La ley de mezclas
MATERIALES COMPUESTOS
Historia de los materiales compuestos
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Composites en la naturaleza
– La madera
– En la estructura animal
• Dientes
• Cuernos
• Tejido óseo
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El hombre y los primeros composites
– Edad antigua:
• El adobe
– Edad moderna:
• El hormigón
• Neumáticos
MATERIALES COMPUESTOS
Clasificación de los composites (I)
Polimérico
Refuerzo
Metálico
Cerámico
90 % producción mundial (1)
Neumáticos
90 % producción mundial (1)
Metálica
Acero, bimetálicos
8 % producción mundial
Cerámica
Hormigón armado
2 % producción mundial
Matriz
Polimérica
MATERIALES COMPUESTOS
Clasificación de los composites (II)
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Geometría de los refuerzos:
– Fibra larga:
1/ aumenta rigidez y/o tenacidad
2/ produce anisotropía
Tipos:
• Unidireccional (Ti - Sigma)
• Laminado (CAS-SiC)
• Tejido (Cerasep)
– Otros:
1/ aumento de tenacidad o resistencia a la abrasión
2/ propiedades cuasi-isótropas
• Partículas (Al - SiC)
• Fibra corta (whiskers): (Poliester - fibra de vidrio)
MATERIALES COMPUESTOS
Diseño de composites
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Selección de propiedades: mapas de propiedades
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Mejora de propiedades de una matriz concreta
MATERIALES COMPUESTOS
El concepto de la transferencia de carga
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Importancia de la intercara:
– Tercer componente de un composite
– Responsable de la interacción fibra - matriz
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La ley de mezclas:
– Sentido físico
– Medio para obtener propiedades o estados tensionales
• Módulo elástico:
E c = V f ⋅ E f + Vm ⋅ E m
• Cálculo de la tensión remota:
σ = V f ⋅ σ f + Vm ⋅ σ m