Ensayos experimentales y análisis numérico de la estructura del material compuesto alternativo para la reparación de superficies de vuelo en aeronaves

Abstract

En la actualidad, los materiales compuestos de matriz polimérica son utilizados en múltiples aplicaciones, una de las áreas más importantes de aplicación es en el sector aeronáutico, debido a la relativamente baja densidad que tienen los materiales combinados. Estos compuestos tienen buenas propiedades mecánicas, comparables con materiales metálicos, pero que aportan beneficios adicionales. El objetivo de este trabajo es hacer los ensayos experimentales y el análisis numérico de la estructura del material compuesto alternativo para emplearlos en la reparación de las superficies de vuelo de aeronaves del CIDFAE. Se manejó un proceso ampliamente extendido de envasado al vacío (vacuum bagging) para obtener un compuesto más homogéneo, Lo que redujo los defectos en el procesamiento, y controló mejor la fracción de las fibras y el espesor global del compuesto. Se elaboraron probetas de resina epóxica reforzada con capas de tejido plano de tres fibras distintas de: carbono, vidrio y aramida, en diferentes orientaciones, que fueron ensayadas a tracción, flexión e impacto para determinar sus propiedades mecánicas. Se ha demostrado que los resultados conseguidos mediante la metodología analítica y el método de elementos finitos son aproximados a los resultados que se obtienen con ensayos destructivos. Los resultados experimentales muestran que los valores de resistencia a la tracción son mayores en los materiales de resina epóxica reforzados con 4 capas de fibra de carbono en orientación 0°-90°.

Preparation and performance test of Q235 steel and carbon fiber laminated composite material

“…Based on the actual situation of this study, hand-layup was used for carbon fiber winding, while vacuum bag molding was used for prepreg. The vacuum bag process is used to obtain a more uniform composite, thereby reducing defects during processing and better controlling the overall thickness of the fiber section [15]. According to GB/T1449-2005 "Fiber Reinforced Plastics Bending Performance Test Method", the carbon fiber winding and prepreg molding materials were tested using national standard samples, respectively, as the material properties for finite element simulation.…”