Determinación de parámetros de fractura dinámica en materiales compuestos mediante técnicas de impacto charpy instrumentado

Resumen

En este trabajo se estudia la tenacidad a fractura estática y dinámica de varios tipos de materiales compuestos con fibra tejida (de vidrios y de carbono) y matriz de resina epoxi o termoplástica, representativos de dos comportamientos mecánicos diferentes (frágil y dúctil, analizándose la influencia de otros parámetros, tales como las características geométricas (espesor, ancho y longitud de grieta), forma de preparación de las probetas, velocidad de impacto y grado de envejecimiento acelerado en cámara climática... Para el estudio dinámico, se emplearon los registros gráficos obtenidos en ensayos con péndulo Charpy instrumentado, procediéndose a una posterior evaluación de la tenacidad a fractura mediante aplicación de la propuesta de norma ASTM E24,03,03 para materiales metálicos, al no existir normativa al respecto para materiales compuestos. Las gráficas fuerza-desplazamiento permitieron identificar el carácter dúctil o frágil del material ensayado y aplicar el correspondiente procedimiento de cálculo de manera similar al caso de materiales metálicos. El envejecimiento al que fue sometido el material (6,70,140 y 210 días) produce una reducción significativa de la tenacidad a fractura que resulta ya muy acusada en los primeros 6 días. La tenacidad del material en los ensayos aumenta con la relación a/W (longitud de grieta/ancho de probeta), pero en diferente medida según el tipo de compuesto. Por el contrario, la preparación de las probetas y la velocidad de impacto parecen no ejercer una influencia considerable en los valores de la tenacidad a fractura dinámica. Los resultados justifican el uso de esta técnica como un métodos posible de caracterización de materiales compuestos bajo solicitación dinámica.El punto crítico resido, sin embargo, en la interpretación y en la limitada aplicación que, de momento, se puede conceder a estos resultados debido a la variabilidad de lso micromecanismos