Resumen:
En este trabajo se realizó una predicción numérica de un ensayo de
flexión sobre un viga sándwich de sección U por el método de elementos nitos (MEF). La viga sándwich, está compuesta por pieles de polímero reforzado con fibra de carbono y un núcleo de espuma. El comportamiento de las pieles se determinó con ensayos de tracción y de corte. Bajo estos resultados se concluyó que la relación esfuerzo-deformación es prácticamente lineal en la dirección de la fibra (fi bra de carbono), no así en la dirección transversal, donde el comportamiento no-lineal representado por la disminución del módulo de corte a medida que evoluciona la deformación
angular, determinó la presencia de efecto de dañó o degradación de la fi bra. En defi nitiva se utilizarán dos leyes para modelar las pieles, ley de Hooke para la dirección de la fi bra, mientras que en la dirección de corte en el plano, la ley de daño de Hochard. Los parámetros para describir numéricamente el comportamientos, se obtuvieron de los mismos ensayos de tracción y corte, por lo tanto el modelo de elementos nitos considera parámetros empíricos para el cálculo del campo de desplazamientos de las vigas.
Una vez de nido el comportamientos individual de los materiales que constituyen el sándwich, se procedió a realizar el ensayo experimental de
flexión en cuatro puntos. Con este propósito, se fabricaron tres vigas sándwich de sección U por el proceso de infusión por vacío.
Para determinar el cambio de rigidez de las probetas con el aumento de la carga, se mide el desplazamiento trasversal en las vigas en el punto de contacto. También se midió la deformación mediante strain gages en las pieles. Los tres ensayos mostraron un comportamiento similar en
desplazamiento como en deformación, demostrando la repetividad del ensayo de flexión, como también del proceso seleccionado para la fabricación de las probetas.
Los resultados de la simulación por elementos nitos mostraron que utilizando la ley de daño de Hochard se predicen satisfactoriamente los resultados medidos experimentalmente, siempre y cuando las deformaciones angulares, en la fibra, alcancen magnitudes superiores al 1 %. Visto de otra manera, mientras las deformaciones angulares sean despreciables, y considerando que en la dirección de la fibra no hay daño, solo es necesario una ley elástico-lineal para predecir el comportamiento.