Síntesis y caracterización de las propiedades mecánicas de un material compuesto tipo laminado con refuerzo de fibra de vidrio en matriz de resina epóxica para cajas de impacto de automóviles. - Loor Solórzano, Edgar Javier (2023)
El objetivo de este estudio fue sintetizar y caracterizar las propiedades mecánicas de un material compuesto tipo laminado con refuerzo de fibra de vidrio en matriz de resina epóxica, como material alternativo en cajas de impacto de automóviles, mediante simulación numérica. La caracterización del material se realizó mediante ensayos de tracción, utilizando muestras con porcentaje volumétrico de refuerzo y matriz de 40% y 60% respectivamente. Estos porcentajes están basados en el tipo y arquitectura del refuerzo utilizado. Las muestras se agruparon en 6 grupos distintos, variando en cada uno la configuración del material en cuanto a orientación de fibra y número de capas. El análisis de influencia de dichos factores sobre el material laminado se realizó con la herramienta estadística de diseño de experimentos. Para validar el material, se modeló considerando cada aspecto propio del mismo, y simuló por el método del elemento finito. Las diferentes configuraciones de material se aplicaron en un modelo rectangular de caja de impacto mediante simulación, para posteriormente, utilizando las 3 mejores configuraciones con mejor desempeño en cuanto absorción de energía, se realizó la optimización del modelo basado en el diseño de geometría y aplicación de triggers. Se observó que la de orientación de fibra tiene mayor influencia en el material en relación con el número de capas. Se obtuvo un error por debajo del 10% entre resultados experimentales y simulados, en base al modelado del material. Con una orientación de fibra a 0°/90° y 8 capas, y aplicando una geometría hexagonal cónica y trigger al inicio de la caja de impacto se alcanzó un mejor desempeño. Se concluye que el material compuesto estudiado es idóneo para atizarse como sustituto en cajas de impacto. Se recomienda utilizar los resultados obtenidos en este trabajo en futuros estudios para llevar a cabo pruebas reales de impacto en automóviles.