Transmisión de cargas en uniones de reparación en paneles de material compuesto

i Equation Chapter 1 Section 1 Trabajo Fin de Grado Grado en Ingeniería Aeroespacial Transmisión de cargas en uniones de reparación en paneles de material compuesto Autor: Juan Diego González Villalba Tutores: Jesús Justo y Federico París Dep. de Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2016 ii iii Trabajo Fin de Grado Grado en Ingeniería Aeroespacial Transmisión de cargas en uniones de reparación en paneles de material compuesto Autor: Juan Diego González Villalba Tutor: Jesús Justo Estebaranz Profesor ayudante Doctor Federico París Carballo Catedrático de Universidad Dep. de Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2016 iv v Trabajo Fin de Grado: Transmisión de cargas en uniones de reparación en paneles de material compuesto Autor: Juan Diego González Villalba Tutores: Jesús Justo & Federico París El tribunal nombrado para juzgar el Proyecto arriba indicado, compuesto por los siguientes miembros: Presidente: Vocales: Secretario: Acuerdan otorgarle la calificación de: Sevilla, 2016 El Secretario del Tribunal vi vii A mi familia A mis maestros viii ix Agradecimientos La realización de este proyecto ha sido posible gracias al enorme apoyo de mis padres y a la atención y colaboración de mis tutores así como del personal del Laboratorio de Elasticidad y Resistencia de Materiales, tanto por su atención a la hora de prestar ayuda en el manejo de máquinas y herramientas de laboratorio, como por el asesoramiento a la hora de orientar el proyecto. Mención especial a mis compañeros de fatiga que han hecho que este arduo camino se convierta en algo no solo mucho más fácil si no también en pura alegría. Por todo eso que nos llevamos y que nos queda, gracias Héroes sin capa. Juan Diego González Villalba Estudiante de Ingeniería Aeronáutica Sevilla, 2016 xvi ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1-1. Tipos de reparación en función de condiciones externas 5 Tabla 2-1.Distinción de los paneles tipo B 12 Tabla 2-2.Distinción de los paneles tipo C 13 Tabla 2-3. Listado de láminas a cortar 17 Tabla 2-4. Caracterización de probetas tipo A 35 Tabla 2-5. Caracterización de probetas tipo B1 35 Tabla 2-6. Caracterización de probetas tipo B2 36 Tabla 2-7. Caracterización de probetas tipo B3 36 Tabla 2-8. Caracterización de probetas tipo B4 37 Tabla 2-9. Caracterización de probetas tipo C1 37 Tabla 2-10. Caracterización de probetas tipo C2 38 Tabla 2-11. Caracterización de probetas tipo C3 38 Tabla 2-12. Caracterización de probetas tipo C4 39 Tabla 2-13. Caracterización de probetas tipo D1 39 Tabla 2-14. Caracterización de probetas tipo D2 40 Tabla 4-1. Resultados tipo A 59 Tabla 4-2. Resultados tipo B1 60 Tabla 4-3. Resultados tipo B2 61 Tabla 4-4. Resultados tipo B3 62 Tabla 4-5. Resultados tipo B4 63 Tabla 4-6. Resultados tipo C1 64 Tabla 4-7. Resultados tipo C2 65 Tabla 4-8. Resultados tipo C3 66 Tabla 4-9. Resultados tipo C4 67 Tabla 4-10. Resultados tipo D1 68 Tabla 4-11. Resultados tipo D2 69 Tabla 4-12. Tensión de rotura media de cada configuración 71 Tabla 5-1. Comparación en tipo D 75 xvii ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1-1.Secuencia de decisiones en reparaciones 3 Figura 1-2. Daños típicos 4 Figura 1-3. Reparación adhesiva 6 Figura 1-4. Parche adhesivo superpuesto 6 Figura 1-5. Reparación cónica 7 Figura 1-6. Reparación cónica 7 Figura 2-1.Configuración tipo A 11 Figura 2-2.Configuración tipo B 12 Figura 2-3.Alzado de Configuración C 13 Figura 2-4.Vista en planta de Configuración C 14 Figura 2-5. Planta de paneles REP1 y REP4 14 Figura 2-6. Configuración D1 antes de reparación 15 Figura 2-7. Configuración D1 tras la reparación 15 Figura 2-8. Configuración D2 antes de reparación 16 Figura 2-9. Configuración D2 tras reparación 16 Figura 2-10. Condiciones de trabajo en Sala Limpia 20 Figura 2-11. Rollo de fibra de Carbono antes de ser extraído 21 Figura 2-12. Disposición para el corte de láminas 21 Figura 2-13. Compactación de láminas 22 Figura 2-14. Aplicación de vacio para compactación 23 Figura 2-15. Esquema de bolsa de vacio 23 Figura 2-16. Montaje de configuración B4 sobre la plancha de la bolsa de vacio 24 Figura 2-17. Paneles protegidos con corcho para evitar la fluencia 25 Figura 2-18. Cierre final de la bolsa de vacio 26 Figura 2-19. Bolsa de vacio finalizada 26 Figura 2-20.Ciclo termodinámico para curado en Autoclave 27 Figura 2-21. Autoclave 28 Figura 2-22. Paneles configuración C extraídos de Autoclave 28 Figura 2-23. Paneles C4 y B4 defectuosos 29 Figura 2-24. Fresadora empleada para resanado 30 Figura 2-25. Proceso de resanado en panel D1 31 Figura 2-26. Lijado de la superficie en paneles D 31 xviii Figura 2-27. Adhesión de las capas reparadoras en configuración D 32 Figura 2-28. Medidas de las probetas en cm 33 Figura 2-29. Equipo necesario para el corte de los paneles en probetas 33 Figura 2-30. Probetas normalizadas 34 Figura 3-1. Esquema de la máquina INSTRON e imagen real 41 Figura 3-2. Posicionamiento de la Probeta en la máquina INSTRON 42 Figura 3-3. Leyenda de identificación de probetas 43 Figura 3-4. Representación tensión-desplazamiento en configuración A 43 Figura 3-5. Rotura en probeta de tipo A 44 Figura 3-6. Representación tensión-desplazamiento en configuración B1 45 Figura 3-7. Roturas en probetas tipo B 46 Figura 3-8. Representación tensión-desplazamiento en configuración B2 46 Figura 3-9. Representación tensión-desplazamiento en configuración B3 47 Figura 3-10. Representación tensión-desplazamiento en configuración B4 48 Figura 3-11. Representación tensión-desplazamiento en configuración C1 49 Figura 3-12. Representación tensión-desplazamiento en configuración C2 50 Figura 3-13. Rotura en probeta tipo C2 51 Figura 3-14. Detalle de rotura preliminar en Configuración C 51 Figura 3-15. Representación tensión-desplazamiento en configuración C3 52 Figura 3-16. Representación tensión-desplazamiento en configuración C4 52 Figura 3-17.Curva tension-desplazamiento para ensayo de rotura preliminar 53 Figura 3-18. Probeta tipo C4 con rotura preliminar 54 Figura 3-19. Representación tensión-desplazamiento en configuración D1 54 Figura 3-20. Esquema de rotura en configuración D1 55 Figura 3-21. Representación tensión-desplazamiento en configuración D2 55 Figura 3-22. Esquema de rotura en configuración D2 56 Figura 3-23. Rotura de probetas tipo D 56 Figura 4-1. Gráfico de tensiones de rotura en tipo A 59 Figura 4-2. Gráfico de tensiones de rotura en tipo B1 60 Figura 4-3. Gráfico de tensiones de rotura en tipo B2 61 Figura 4-4. Gráfico de tensiones de rotura en tipo B3 62 Figura 4-5. Gráfico de tensiones de rotura en tipo B4 63 Figura 4-6. Gráfico de tensiones de rotura en tipo C1 64 Figura 4-7. Gráfico de tensiones de rotura en tipo C2 65 Figura 4-8. Gráfico de tensiones de rotura en tipo C3 66 Figura 4-9. Gráfico de tensiones de rotura en tipo C4 67 Figura 4-10. Gráfico de tensiones de rotura en tipo D1 68 Figura 4-11. Gráfico de tensiones de rotura en tipo D2 69 xix Figura 4-12. Comparativa de tensiones de rotura en todas las configuraciones 70 Figura 5-1. Sensibilidad de la tensión de rotura con el refuerzo 74 Figura 5-2.Agarre de mordazas de la máquina INSTRON a probetas tipo C 75 1 1 INTRODUCCIÓN El uso de materiales compuestos en aplicaciones de carácter industrial como por ejemplo la aeroespacial o la producción de energía eólica, se ha visto enormemente incrementado a lo largo de las últimas décadas. Debido a sus extraordinarias propiedades, el uso de estos materiales permite la construcción de estructuras más ligeras, grandes y resistentes. Sin embargo, el uso de estos materiales en componentes o estructuras de alta responsabilidad estructural se ve coartado por la deficiencia de conocimiento sobre su fiabilidad estructural. En otras palabras, debido a la configuración de dichos materiales aparecen nuevos modos de fractura que deben ser comprendidos y controlados para mejorar el diseño de estructuras de material compuesto y garantizar, así, su misión como portadores de carga. Este tema ha motivado muchos esfuerzos en investigación durante los últimos años, incluso desde el punto de vista del mantenimiento operacional. Durante el tiempo de servicio, se realizan rigurosas inspecciones no destructivas en busca de posibles defectos a fin de prevenir riesgos en la estructura, resultando a veces en la toma de decisión entre sustituir o reparar la pieza en cuestión. Es este uno de los pilares donde reside la motivación de este documento, pues la mejora de procesos de reparación puede tener repercusiones positivas desde el punto de vista económico, dado el elevado coste de fabricación que llevan asociadas las piezas de material compuesto. El fin de las reparaciones es el de llevar la estructura dañada a un rango aceptable de rendimiento en base a propiedades tales como rigidez y durabilidad, teniendo por acabado ideal aquel estado original de la pieza. Sin embargo, hay bastantes variables que toman un papel importante en la posterior transmisión de cargas en este tipo de materiales, tales como el espesor, orientación de la fibra, calidad, etc... Para introducir el problema que se va a tratar en este proyecto (retomado en la sección 1.2.Motivación y Objetivos), es preciso en primera instancia tener presente una serie de conceptos del ámbito de las reparaciones de Materiales Compuestos. “La ciencia humana consiste más en destruir errores que en descubrir verdades”. - Sócrates - 2 1.1. Reparaciones de Materiales compuestos Una reparación tiene el objetivo de recuperar una estructura dañada hasta un nivel aceptable en términos de dureza, durabilidad, rigidez y rendimiento de la pieza. Idealmente una buena reparación debería devolver a la pieza la apariencia y propiedades propias de la misma en su estado original. Antes de la realización de una reparación, se requiere una evaluación de daños, la selección de un criterio de reparación, la elección de materiales adecuados y los procesos que se realizarán, especificando el área y tamaño de la reparación. La mayoría de las reparaciones se llevan a cabo generalmente mediante la utilización de parches. El diagrama de la figura 1-1 extraído de [1] es un esquema que contiene los distintos pasos en los que se basa una reparación de materiales compuestos. Lo que en él se describe es que una vez detectado el daño, se procede a realizar una evaluación del mismo, con el fin de determinar si será reparado, o en caso contrario será desechado. En el caso de que el daño sea reparable, se determinará si la reparación que se tendrá que hacer será fácil o compleja. Las reparaciones fáciles son generalmente pequeñas y no afectan a la integridad estructural del componente, son las conocidas como reparaciones cosméticas, mientras que las reparaciones complejas son realizadas cuando el daño es mayor y puede afectar al rendimiento de la pieza. En algunos casos, cuando se tiene una pieza en servicio con un daño, se puede efectuar una reparación temporal, con el fin de que posteriormente se pueda llevar la pieza al taller para que se realice una correcta reparación. Sea cual fuese el tipo de reparación que se haya realizado, posteriormente se deberá realizar una inspección, generalmente mediante ensayos no destructivos, con el fin de poder determinar la calidad de la reparación realizada, prestando principalmente atención a la zona de unión de la parte reparada y la original. 3 Figura 1-1.Secuencia de decisiones en reparaciones 4 1.1.1 Daños típicos Se muestran a continuación ejemplos de algunos daños típicos en laminados y en estructuras tipo sándwich. Para la consecución de este proyecto, se simulará el daño en un panel (cuya configuración se detallará en la sección 2.1.4) mediante la eliminación de material en una franja de éste. Asimismo, en la sección 3 del presente proyecto, se analizarán algunas roturas en las que tiene lugar la delaminación, según se presenta el caso b) de la figura 1-2. 1.1.2 Técnicas de Reparación La tarea de la reparación comienza cuando se ha inspeccionado y evaluado el daño a reparar, teniendo como finalidad la de devolverle a la estructura las propiedades que tenía originalmente. Generalmente las piezas estructurales a reparar están sometidas a distintos tipos de carga, por lo que con la reparación se trata de reforzar las zonas debilitadas de la estructura agregando materiales nuevos los cuales se adhieren a la estructura, ya sea mediante uniones abulonadas o adhesivas. Por lo tanto, se podría decir que la reparación no es más que una unión donde se logra la transmisión de cargas desde la estructura hacia el parche o viceversa. Figura 1-2. Daños típicos 5 Los criterios de reparación de diseño, la pieza a reparar, así como también los equipos con los que se cuenta determinaran si es preferible realizar una reparación abulonada (bolted) o mediante el uso de adhesivos (bonded). En la tabla 1-1 se muestran algunas condiciones que ayudan a determinar qué tipo de reparación es preferible. Tabla 1-1. Tipos de reparación en función de condiciones externas Aunque es posible clasificar las reparaciones en estos dos tipos, abulonadas o adhesivas, cada una de ellas se puede realizar utilizando distintos métodos. El parche que se utiliza se puede pre-curar y adherir a la pieza a reparar, puede ser realizado mediante preimpregnado y cocurado al mismo tiempo que el adhesivo, o se puede realizar utilizando una tela seca, resina y tras ello cocurada. Los ciclos de curado pueden variar en lo que a duración del tiempo del proceso se refiere, así como la presión de curado, incrementado el número de posibilidades para realizarse la reparación. Conviene preocisar que en este proyecto se contemplará el tipo de reparación con adhesivo. 1.1.2.1 Reparación de tipo adhesiva (Bonded Repair) Los tipos de reparaciones más comunes son la utilización de parches internos o externos realizados con el mismo material de la pieza a reparar. Los parches externos generalmente son del tipo escalonado (stepped), mientras que las reparaciones internas se suelen realizar generando una superficie cónica (scarfed), como se muestra la figura 1.3. 6 La función del adhesivo ubicado entre el parche y la pieza es la de transferir la carga que soporta ésta hacia el parche. Asimismo, los materiales utilizados en este tipo de reparación deben superponerse y estar adecuadamente adheridos a las capas del laminado original. Se presentan a continuación los tipos de reparaciones adhesivas más comunes. Reparación usando parche superpuesto (Patch repair) En este caso el espesor del laminado original está compuesto por capas de relleno y los materiales utilizados en la reparación son adheridos a la superficie del laminado. Figura 1-3. Reparación adhesiva Figura 1-4. Parche adhesivo superpuesto 13 posteriormente el efecto que tiene en la tensión de rotura del material la colocación de un panel de refuerzo mucho mayor que los de su misma serie. 2.1.3 Configuraciones Tipo C Este tipo de configuración constará de paneles medios (tipo M) cubiertos por paneles de protección (tipo P) tal y como se muestran en la figura. La familia de tipo C constará de 4 subtipos cuyo elemento distintivo será la longitud L señalada en la figura anterior. Tabla 2-2.Distinción de los paneles tipo C Tipo Longitud L (cm) C1 1 C2 2 C3 3 C4 8 Se muestran a continuación los paneles M en planta: Figura 2-3.Alzado de Configuración C 14 Además, es preciso comentar que se incluye el tipo C4 con el mismo objetivo que el B4 nombrado con anterioridad. 2.1.4 Aplicación a paneles reparados, Configuraciones Tipo D Se pretende ahora estudiar la rotura de material reparado, para lo cual se establecerán dos configuraciones análogas D1 y D2, cuyas diferencias se detallarán posteriormente. En este tipo de configuraciones, se usarán paneles tipo REP1 (para configuración D1) y REP4 (para configuración D2), ambos constituidos de 6 y 3 láminas respectivamente, cuyas medidas en planta (en centímetros) se muestran a continuación. La dirección de la fibra irá según el eje x indicado en el esquema. Figura 2-4.Vista en planta de Configuración C Figura 2-5. Planta de paneles REP1 y REP4 15 La configuración tipo D1 se caracterizará por ser un panel REP1, en el que se eliminarán (una vez curado) 3 capas de material en la zona central con un ancho de 5 cm, resanándose así la estructura para posteriormente repararla y estudiar su rotura. Tras la eliminación de material, se obtendrá un panel como el mostrado en el esquema de la figura 2-6. Finalmente, la estructura será reparada con 3 láminas de 5x15 cm2 ubicadas en el hueco existente tras el paso anterior, colocándose además una lámina adicional de 15x15 cm2 a fin de completar la reparación adecuadamente, tal como se indicó en el apartado 1.1.2.1 de este proyecto. Las láminas de las estructuras REP2 y REP3 serán emplazadas con la misma dirección de la fibra que REP1. La configuración D1 quedará finalmente como se indica en la siguiente figura: Figura 2-6. Configuración D1 antes de reparación Figura 2-7. Configuración D1 tras la reparación 16 En cuanto a la configuración tipo D2, es preciso señalar que estará constituida de un panel REP4 formado por 3 láminas 20x15 cm2 con dirección de fibra 0º, sobre las cuales se colocarán laminados REP5 constituidos por 3 capas 7.5x15 cm2 según se muestra en la siguiente figura: Como podemos observar, esta configuración es análoga a la D1 tras la eliminación de material, con la particularidad de que con la construcción D2 se ha evitado dicho paso para formar el hueco central, pudiéndose así estudiar posteriormente las consecuencias que tiene el proceso de resanado de material. Finalmente, realizando la reparación al igual que en el tipo D1, se tiene lo siguiente: Figura 2-8. Configuración D2 antes de reparación Figura 2-9. Configuración D2 tras reparación 17 2.2. Proceso de fabricación de paneles La fabricación de los paneles de material compuesto [6] necesita de dos procesos fundamentales: uno en el que se apilen las láminas de preimpregnado (o fibras sin preimpregnar de resina) según una secuencia siguiendo un molde determinado, como se comentó en la sección anterior, y otro en el que se polimerice la resina que contienen dichas láminas para obtener finalmente los paneles buscados. Para la consecución de este trabajo se ha hecho uso de fibra de carbono Pre-preg AS4/8552 de curado a alta temperatura (180ºC) en formato cinta unidireccional 34%/194 masa de fibra por unidad de área. Las operaciones complementarias a la etapa de apilado como puede ser el corte, así como los útiles empleados se describirán en mayor detalle en las secciones posteriores. La reacción de polimerización consiste en la generación de enlaces entre los monómeros de la resina para formar cadenas y en el cruce de estas cadenas para formar estructuras sólidas. Para esta reacción, en principio sólo es necesario un aporte de temperatura, aunque, sólo con esto, las láminas no se compactan bien y la pieza final presentará defectos. Para ayudar a la compactación y a mantener la forma final de la pieza durante el curado, se aplicará presión y vacío gracias a la autoclave. En esta parte del proyecto es clave el factor humano ya que muchas actividades como la medición o el corte implican desviaciones con respecto a lo requerido teóricamente. Por lo tanto será de vital importancia obrar cuidadosamente a fin de minimizar errores futuros. 2.2.1. Laminación Previo a la entrada en detalle a cada actividad del proceso, es preciso clasificar y realizar un listado aclarativo de todas las láminas y las dimensiones que se van a necesitar para obtener finalmente los paneles deseados. Tabla 2-3. Listado de láminas a cortar TIPO CONF. Nº LÁMINAS MEDIDAS (cm2) PANELES S TA 12 10X15 TB1 12 10X15 TB2 12 10X15 TB3 12 10X15 TB4 12 10X15 PANELES R TB3 6 6X15 TB2 6 4X15 TB1 6 2X15 18 TB4 6 15X15 PANELES SAC TB3 6 9X15 TB2 6 10X15 TB1 6 11X15 TB4 6 5X15 PANELES M TC1 6 7X15 6 13X15 TC2 6 7X15 6 13X15 TC3 6 7X15 6 13X15 TC4 6 7X15 6 13X15 PANELES P TC1 6 8X15 6 12X15 TC2 6 9X15 6 11X15 TC3 12 10X15 TC4 6 15X15 6 5X15 PANELES REP1 D1 6 20X15 PANELES REP2 D1 3 5X15 D2 3 5X15 PANELES REP3 D1 1 15X15 19 Para llevar a cabo el corte de cada una de las láminas especificadas en la tabla, se hará uso de un cúter, teniendo en cuenta lo siguiente:  Se utilizará una lámina de nailon para proteger al laminado de la posible contaminación de la mesa.  Se utilizarán batas y guantes para no contaminar el material con la ropa de los operarios y con la grasa de las manos respectivamente.  La laminación se llevará a cabo dentro de una habitación de ambiente controlado, que se suele denominar sala limpia. Los equipos a usar en la sala limpia para el control de las condiciones ambientales son:  Humidificador de aire  Bomba de vacío  Equipo de introducción de aire para mantener la sobrepresión  Aire acondicionado Los equipos a usar en la sala limpia para la medición de las condiciones ambientales son:  Control de Contaminación: Medidor de Partículas GT-521 (Met OneInstruments, Inc.), permite medir la concentración de partículas en suspensión de tamaño superior a 0.3 μm (siendo este límite de tamaño ajustable entre 0.3 y 5 μm).  Control de Temperatura y Humedad: Data Logger Testo 175-H2, permite almacenar hasta 16000 lecturas de temperatura y humedad, trabajando en un rango de 0 a 100 % HR, y –20ºC a 70ºC, lo que implica un registro continuo de dichos parámetros en el tiempo.  Control de Presión Diferencial: Transmisor de Presión Diferencial Testo 6342, para medida de presión diferencial entre 0 y 50 Pa, con una resolución de 0.35 Pa. Este equipo se complementa con un data logger de corriente-tensión Testo 175-S2 (con capacidad para 16000 lecturas), para el registro de las medidas que realiza el transmisor de presión. Para la conservación de los materiales preimpregnados se utiliza un arcón-congelador IGNIS IG-410, de 400 l de capacidad útil, dimensiones 134 x 66 x 88.5 cm, regulación de la temperatura, cerradura y alarma de ruptura de la cadena de frío. El congelador mantiene los materiales a temperatura inferior a –18ºC, siendo capaz de alcanzar –20ºC en continuo. D2 1 20X15 PANELES REP4 D2 3 20X15 PANELES REP5 D2 6 7.5X15 20 Con el fin de cerrar herméticamente las bolsas que contienen los laminados antes de introducirlas en el congelador, se dispone de un sellador de bolsas de polietileno. 2.2.1.1. Procedimiento En primer lugar (tras la obtención de batas y guantes) se observarán los indicadores de la Sala limpia para comprobar que se está trabajando en las condiciones climáticas correctas. Estas condiciones son:  La sobrepresión mínima ha de ser de 1mm de H2O.  La concentración de partículas en suspensión de un tamaño superior a 5μ no debe sobrepasar en ningún caso 50 partículas por litro de aire.  Las condiciones de temperatura y humedad no deben sobrepasar las condiciones de la Figura. Una vez hechas las comprobaciones pertinentes, se extrae el rollo de material de la bolsa termosellada cortando la misma con el cúter. El rollo habrá sido sacado del congelador unas horas antes de la realización del proceso con el fin de que el material atempere. Figura 2-10. Condiciones de trabajo en Sala Limpia 21 A continuación se cuelga el rollo de uno de los tubos giratorios habilitados a tal efecto de modo que, al tirar del material, quede enfrentada a la mesa la cara con protección. Antes de colocar el material sobre la mesa es conveniente cortar un trozo de lámina de nailon que cubra esta última para evitar traspasos de partículas. Tras colocar la cinta sobre la mesa, se marcan las medidas necesarias de cada lámina (con ayuda de regla, escuadra y cartabón) y se corta con el cúter apoyándose en el útil de corte (pletina de aluminio habilitada a tal efecto) y corrigiendo el ángulo con la escuadra, para evitar desviaciones en la dirección de la fibra. Al tomar la medida antes de cortar, es prescriptivo dar un sobre-largo, ya que, una vez curada la pieza, los bordes se cortarán con la sierra para eliminar los defectos acumulados en los mismos (longitudes diferentes, bordes no rectos, marcas de cinta, trozos de retenedor de corcho, exceso de resina,…). Por ello, a modo de ejemplo, para un panel de 150x150 mm2, es recomendable laminarlo de 160x160 mm2. Figura 2-11. Rollo de fibra de Carbono antes de ser extraído Figura 2-12. Disposición para el corte de láminas 22 Finalmente, una vez se han cortado las láminas, se apilan, teniendo siempre en cuenta que hay que retirar la capa protectora antes de pegar la siguiente lámina (a la primera lámina sí se le deja la capa protectora que apoya en la mesa). Se coloca la segunda capa sobre la primera en la dirección apropiada, siendo en este caso a 0º, y se compacta con una espátula de nylon realizando movimientos en la dirección de la fibra. Figura 2-13. Compactación de láminas La compactación es necesaria para evitar que queden pliegues y para eliminar el aire entre las capas el cual puede generar futuras de laminaciones y porosidades. Cada tres capas se debe realizar una compactación en bolsa de vacío utilizando la bolsa de compactación reutilizable de que se dispone en el laboratorio. A ella se le conecta una manguera de vacío unida a un compresor que puede realizar vacío de aproximadamente 0.6 bares. Cada tres capas se debe realizar una compactación en bolsa de vacío utilizando la bolsa de compactación reutilizable de la que se dispone en el laboratorio. A ella se le conecta una manguera de vacío unida a un compresor que puede realizar vacío de aproximadamente 0.6 bares. Cuando se pegue la última es recomendable dejar la capa protectora hasta que se vaya a curar para evitar contaminar el material o que la luz lo degrade. En el caso de que el laminado requiera adaptarse a un útil con curvas y/o esquinas, o las láminas no se adhieran bien, se puede utilizar un secador de aire caliente teniendo cuidado de no quemar el material. 29 Cabe destacar que si se realiza la etapa de curado tras un montaje erróneo de la configuración estructural, se obtendrán paneles con defectos tales como los que se muestran en la imagen 2-23. Concretamente, se colocaron láminas cuya dirección de fibra difería 90º con respecto al resto del laminado, obteniéndose paneles curvos que no son válidos para ser sometidos a este estudio. Figura 2-23. Paneles C4 y B4 defectuosos 2.3. Resanado y reparación de paneles en configuración D Se trata en esta sección de poner de manifiesto cómo se han obtenido las probetas listas para ensayo resultantes de los paneles en configuración D, es decir, aquellos sometidos a reparación real con autoclave. 2.3.1. Resanado en configuración D1 Con objeto de eliminar 3 capas de material en la estructura D1 y obtener una configuración como la que se indicó en la figura 2-6, la herramienta que resulta ser la seleccionada para dicho resanado es una fresadora manual con broca de diamante. La fresadora cuenta con un soporte al que se puede conectar un sistema de aspiración para eliminar el polvo de carbono, el cual al tener conectado una aspiradora limita la maniobrabilidad del aparato. Es preciso comentar que será necesario por seguridad usar bata, mascarilla y guantes. 30 Las ventajas determinantes de dicha fresadora frente a otras herramientas probadas son la precisión (siendo la precisión teórica de 0.1 mm) y el tiempo de resanado, el cual es bastante menor que con las otras herramientas probadas. Sin embargo, la selección de esta herramienta presenta varios problemas:  Para realizar un resanado uniforme a una misma profundidad la herramienta necesita tener su base correctamente apoyada sobre la misma superficie. Al acercarse a las esquinas del panel se provoca un cambio de altura entre la parte apoyada de la base en el panel y la parte restante, que apoyará en la superficie donde se esté trabajando o suspendida en el aire  La destreza de la persona que maneja la fresadora tiene un gran peso en la realización de este proceso. Con los primeros resanados aparecen dificultades para trazar líneas rectas, dando lugar a una superficie resanada a la que será difícil adaptar correctamente las capas en la posterior reparación. Figura 2-24. Fresadora empleada para resanado 31 2.3.2. Proceso de Reparación en Configuraciones D Teniendo ahora dos configuraciones D completamente análogas con el mismo tipo de geometría (una obtenida por eliminación de material y otra por montaje en la fabricación), se procede a repararlas mediante el acople con adhesivo de los paneles REP2 y REP3, según se esquematizó en las figuras 2-7 y 2-9. Es conveniente lijar la superficie con el objetivo de mejorar el mojado con el adhesivo, tal y como se indica en la siguiente figura. Figura 2-26. Lijado de la superficie en paneles D Figura 2-25. Proceso de resanado en panel D1 32 Se procede ahora a colocar adhesivo (de especificación AIMS 10-01-006 para 180ºC) sobre la zona lijada y las capas que sustituirán los huecos en el panel, según se esquematiza en las figuras 2-7 y 2-9. Posterior a esta última etapa de montaje para la reparación, se procede a la fabricación de una bolsa de vacío y a introducirlo en la autoclave para el correcto curado, siguiéndose el ciclo expuesto en la figura 2-20. Figura 2-27. Adhesión de las capas reparadoras en configuración D 33 2.4. Normalización de probetas Antes de comenzar con los ensayos del material, es preciso establecer una medida estándar de las probetas que se van a fracturar a fin de unificar resultados adecuadamente. Por tanto, se ha decidido que las medidas de cada probeta sean las que se representan a continuación en centímetros: Para obtenerlas se procederá a cortar los paneles obtenidos, eliminando en primer lugar el material sobrante de los bordes que puede haber fluido durante el curado y posteriormente se cortarán a medida según el esquema anterior. Para ello se hará uso de la fresadora y del calibre preparándose tal y como se indica a continuación para proceder a cortar: Figura 2-29. Equipo necesario para el corte de los paneles en probetas Figura 2-28. Medidas de las probetas en cm 34 Figura 2-30. Probetas normalizadas Hay que tener en cuenta que tras estas operaciones en las que el factor humano vuelve a jugar un papel importante, no todas las probetas tendrán exactamente las mismas medidas. Es por ello que se han recogido todas las medidas que serán útiles de cara a la obtención de tensiones en las tablas que se presentan a continuación. Recordemos que durante el ensayo de tracción se aplicará una fuerza sobre la probeta y la tensión vendrá dada por: Donde A es el área de la sección transversal que será calculada como sigue: Es por ello que nos interesará medir cuidadosamente el valor del área de cada probeta. Además en las configuraciones tipo B se medirá también el área de la zona con refuerzo para futuros análisis por comparativa. De las tensiones asociadas a dicho área de refuerzo. 35 Tabla 2-4. Caracterización de probetas tipo A TIPO A PROBETA ESPESOR (mm) ANCHO (mm) ÁREA (mm2) 1 1,05 14,84 15,58 2 0,91 14,82 13,48 3 0,95 14,8 14,10 4 0,976 14,75 14,40 5 0,98 14,76 14,46 6 0,8833333 14,82 13,09 Tabla 2-5. Caracterización de probetas tipo B1 TIPO B1 PROBETA ESPESOR (mm) ANCHO (mm) ESPESOR REF (mm) ÁREA (mm2) ÁREA REF (mm2) 1 1,09 15,84 1,97 17,34 31,20 2 1,16 16,16 2,12 18,74 34,25 3 1,11 15,92 2,05 17,75 32,64 4 1,14 16,26 2,08 18,54 33,83 5 1,19 16,19 2,07 19,26 33,51 6 1,14 16,11 2,11 18,37 34,00 36 Tabla 2-6. Caracterización de probetas tipo B2 Tabla 2-7. Caracterización de probetas tipo B3 TIPO B3 PROBETA ESPESOR (mm) ANCHO (mm) ESPESOR REF (mm) ÁREA (mm2) ÁREA REF (mm2) 1 1,05 15,35 2 16,11 30,7 2 0,91 15,67 2,23 14,25 34,94 3 0,95 15,75 2,22 15,01 34,96 4 0,97 15,49 2,24 15,12 34,69 5 0,98 15,62 2,21 15,30 34,52 6 0,88 15,71 2,2 13,87 34,56 TIPO B2 PROBETA ESPESOR (mm) ANCHO (mm) ESPESOR REF (mm) ÁREA (mm2) ÁREA REF (mm2) 1 1,16 14,84 2,21 17,29 32,80 2 1,19 14,82 2,13 17,71 31,57 3 1,1 14,8 2,14 16,28 31,67 4 1,15 14,75 2,14 16,96 31,56 5 1,12 14,76 2,15 16,53 31,73 6 1,13 14,82 2,11 16,75 31,28 37 Tabla 2-8. Caracterización de probetas tipo B4 TIPO B4 PROBETA ESPESOR (mm) ANCHO (mm) ESPESOR REF (mm) ÁREA (mm2) ÁREA REF (mm2) 1 1,15 15,44 2,26 17,75 34,89 2 1,12 15,83 2,3 17,72 36,40 3 1,1 15,49 2,22 17,03 34,38 4 1,15 15,48 2,22 17,80 34,36 5 1,16 15,71 2,21 18,22 34,71 6 1,11 15,51 2,27 17,21 35,20 Tabla 2-9. Caracterización de probetas tipo C1 TIPO C1 PROBETA ESPESOR (mm) ANCHO (mm) ÁREA (nm2) 1 2,04 15,84 32,31 2 2,05 16,16 33,12 3 2,01 15,92 32,009 4 2,03 16,26 33,01 5 2,09 16,19 33,83 6 2 16,11 32,23 38 Tabla 2-10. Caracterización de probetas tipo C2 TIPO C2 PROBETA ESPESOR (mm) ANCHO (mm) ÁREA (mm2) 1 2 15,65 31,3 2 2,15 15,54 33,41 3 2,07 15,71 32,51 4 2,16 15,46 33,39 5 2,15 15,65 33,64 6 2,12 15,69 33,26 Tabla 2-11. Caracterización de probetas tipo C3 TIPO C3 PROBETA ESPESOR (mm) ANCHO (mm) ÁREA (mm2) 1 2,04 15,34 31,29 2 2,06 15,48 31,88 3 2,01 15,53 31,21 4 2,04 15,73 32,08 5 2,09 15,55 32,49 6 2,03 15,87 32,21 45 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 0 100 200 300 400 500 600 700 800 Configuración B1 Desplazamiento (mm) Tensión (MPa) 3.2. Tipo B1 Figura 3-6. Representación tensión-desplazamiento en configuración B1 En primer lugar, podemos observar en el gráfico 3-6 un comportamiento bastente similar entre los especímenes ensayados de esta serie. Por otro lado, la diferencia en desplazamiento de la mordaza así como la tensión de rotura con respecto a los especímenes de tipo A es bastante acusada (prácticamente 10 veces mayor), lo cual se debe al refuerzo que ahora protege la zona de unión entre los paneles S. En cuanto a la rotura de las probetas de configuración B1, es preciso comentar que en todas ocurre algo análogo a lo que se aprecia en la imagen 3-7, encontrándose ubicada la fractura en la zona central del panel tipo S como era de esperar. Es importante destacar que todas las probetas de tipo B (B2, B3 y B4) rompen de igual modo. 46 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 Configuración B2 Desplazamiento (mm) Tensión (MPa) Figura 3-7. Roturas en probetas tipo B 3.3. Tipo B2 Figura 3-8. Representación tensión-desplazamiento en configuración B2 47 En cuanto a las representaciones de las configuraciones B2 y B1, se puede observar la similitud de comportamiento existente entre ambas, si bien es preciso comentar que la rotura se produce bajo tensiones menores en el tipo B1 debido a la menor cantidad de material de refuerzo (longitud d menor, según se mostró en el esquema de la figura 2-2) en el solape de unión de los paneles S. 3.4. Tipo B3 Figura 3-9. Representación tensión-desplazamiento en configuración B3 A la vista de la figura 3-9, es interesante reseñar cómo a diferencia de lo que ocurre en los tipos B1 y B2, en la configuración B3 tiene lugar un fenómeno que se va a denominar en lo que siguie como rotura preliminar, el cual se aprecia con claros picos de bajada de tensión asociados a despegues, previos a la rotura definitiva de la probeta. 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 Configuración B3 Desplazamiento (mm) Tensión (MPa) 48 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 0 200 400 600 800 1000 Configuración B4 Desplazamiento (mm) Tensión (MPa) 3.5. Tipo B4 En primera instancia de la figura 3-9 se puede destacar que los valores de tensión alcanzados en esta configuración son mayores que los del resto de paneles tipo B analizados. Asimismo, al igual que ocurre en configuracion B3, se dan picos de rotura preliminar, si bien ahora se aprecia una mayor dispersión en las curvas obtenidas. Figura 3-10. Representación tensión-desplazamiento en configuración B4 49 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 Configuración C1 Desplazamiento (mm) Tensión (MPa) 3.6. Tipo C1 Figura 3-11. Representación tensión-desplazamiento en configuración C1 Según se observa en esta figura, todas las probetas se comportan de forma similar en el ensayo, aunque se puede apreciar que la probeta 1 experimenta el mismo pico de bajada de tensión pre-rotura definitiva que aquellas que constituyen la configuración B1. En definitiva, si bien la tensión de rotura es del mismo orden en todos los tipos de esta configuración, el desplazamiento de la mordaza de la máquina INSTRON ha sido mayor para las probetas 1 y 6. Además, se puede apreciar una gran diferencia en términos de tensión de rotura entre las probetas 1 y 6 de esta serie. 50 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 Desplazamiento (mm) Tensión (MPa) 3.7. Tipo C2 Figura 3-12. Representación tensión-desplazamiento en configuración C2 Podemos observar en las curvas tensión-desplazamiento cómo en la mayoría de los casos se produce una primera bajada drástica de la tensión y luego esta vuelve a aumentar hasta la rotura definitiva, al igual que sucede en la configuración B3 y la probeta 1 de tipo C1. Dicho fenómeno es mostrado de forma aislada en forma de gráfico tensión-desplazamiento en la figura 3-13 para la probeta 4 de tipo C2. 51 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 TC2P4 desplazamiento (mm) tensión (MPa) Figura 3-13. Rotura en probeta tipo C2 Figura 3-14. Detalle de rotura preliminar en Configuración C 52 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 Desplazamiento (mm) Tensión (MPa) 3.8. Tipo C3 Figura 3-15. Representación tensión-desplazamiento en configuración C3 3.9. Tipo C4 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 configuración C3 desplazamiento (mm) tensión (MPa) Figura 3-16. Representación tensión-desplazamiento en configuración C4 53 A la vista de los gráficos 3-15 y 3-16 de las configuraciones C3 y C4, es de reseñar la marcada presencia del fenómeno de rotura preliminar, así como la dispersión de las curvas de ensayo entre las probetas de una misma configuración. En cuanto a la rotura de las probetas tipo C, cabe resaltar la violencia con la que tiene lugar, rompiéndose cada una de forma catastrófica y siguiendo un mismo patrón de carácter explosivo; los fragmentos de los paneles M y P que conforman las zonas de unión salen despedidos en el instante de la rotura. Con objeto de analizar qué ocurre en la probeta durante los picos de rotura preliminar previamente mencionados y reseñados en gráficos tensión-desplazamiento, se somete una probeta de tipo C4 a ensayo, de forma que cuando se aprecia dicho pico, se retirará la carga aplicada a la probeta a fin de observar el estado físico de esta. La curva que de dicho ensayo se deriva, es presentada en la figura 3-17. Figura 3-17.Curva tension-desplazamiento para ensayo de rotura preliminar Tras el pico que tiene lugar en torno a 0.5 mm de desplazamiento no se observa ningún indicio de rotura en fibras. Al comenzar de nuevo a cargar el material (notar cómo al estar en período elástico la pendiente de la curva es la misma que la de la primera vez que se aplicó fuerza) se tiene que en torno a la misma tensión se da otro pico en el que sí se aprecia rotura de fibras, aunque esta rotura no sea la definitiva de la probeta. Se puede apreciar lo explicado en la figura 3-18. En dicha imagen se aprecia el despegue de los paneles tipo P de los M, comenzando esto en la zona de unión de los paneles P. 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 0 50 100 150 200 250 300 Rotura preliminar en configuración C4 desplazamiento (mm) tensión (MPa) 54 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 Desplazamiento (mm) Tensión (MPa) Figura 3-18. Probeta tipo C4 con rotura preliminar 3.10. Tipo D1 Figura 3-19. Representación tensión-desplazamiento en configuración D1 61 Figura 4-3. Gráfico de tensiones de rotura en tipo B2 Tabla 4-3. Resultados tipo B2 PROBETA ROTURA (MPa) ROTURA REF (MPa) probeta 1 735,750 382,760 probeta 2 742,416 386,682 probeta 3 834,594 409,622 probeta 4 857,043 432,152 probeta 5 838,468 403,989 probeta 6 871,437 431,320 MEDIA 813,285 MPa COEFICIENTE DE VARIACIÓN 7,25 % DESVIACIÓN ESTÁNDAR 59,023 MEDIA (REF) 407,754 MPa COEFICIENTE DE VARIACIÓN (REF) 5,18 % DESVIACIÓN ESTÁNDAR (REF) 21,151 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 probeta 1probeta 2 probeta 3probeta 4probeta 5probeta 6 Tensión de rotura (Mpa) Tipo B2 tension de rotura tension rotura area refuerzo 62 Tabla 4-4. Resultados tipo B3 PROBETA ROTURA (MPa) ROTURA REF (MPa) probeta 1 868,111 455,758 probeta 2 974,005 397,463 probeta 3 894,145 383,959 probeta 4 898,225 391,636 probeta 5 958,096 424,857 probeta 6 1025,281 411,666 MEDIA 936,311 MPa COEFICIENTE DE VARIACIÓN 6,35 % DESVIACIÓN ESTÁNDAR 59,482 MEDIA (REF) 410,890 MPa COEFICIENTE DE VARIACIÓN (REF) 6,42 % DESVIACIÓN ESTÁNDAR (REF) 26,401 0 200 400 600 800 1000 1200 probeta 1 probeta 2 probeta 3 probeta 4 probeta 5 probeta 6 Tensión de rotura (Mpa) Tipo B3 tension rotura tension rotura area refuerzo Figura 4-4. Gráfico de tensiones de rotura en tipo B3 63 Figura 4-5. Gráfico de tensiones de rotura en tipo B4 Tabla 4-5. Resultados tipo B4 0 200 400 600 800 1000 1200 probeta 1 probeta 2 probeta 3 probeta 4 probeta 5 probeta 6 Tensión de rotura (MPa) Tipo B4 Tensión de rotura Tensión de rotura en refuerzo PROBETA ROTURA (MPa) ROTURA REF (MPa) probeta 1 1084,567 579,3497056 probeta 2 871,373 454,2518875 probeta 3 1106,367 568,3268737 probeta 4 830,642 439,5691503 probeta 5 886,953 471,1012752 probeta 6 891,565 453,4497747 MEDIA 945,245 MPa COEFICIENTE DE VARIACIÓN 12,53 % DESVIACIÓN ESTÁNDAR 118,525 MEDIA (REF) 494,34 MPa COEFICIENTE DE VARIACIÓN (REF) 23,97 % DESVIACIÓN ESTÁNDAR (REF) 118,525 64 Figura 4-6. Gráfico de tensiones de rotura en tipo C1 Tabla 4-6. Resultados tipo C1 PROBETA ROTURA (MPa) probeta 1 439,837 probeta 2 370,959 probeta 3 376,598 probeta 4 357,807 probeta 5 338,210 probeta 6 390,244 MEDIA 378,94 MPa COEFICIENTE DE VARIACIÓN 9,149 % DESVIACIÓN ESTÁNDAR 34,672 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 probeta 1probeta 2 probeta 3 probeta 4 probeta 5 probeta 6 Tensión de rotura (Mpa) Tipo C1 65 Tabla 4-7. Resultados tipo C2 PROBETA ROTURA (Mpa) probeta 1 418,907 probeta 2 403,108 probeta 3 430,443 probeta 4 402,317 probeta 5 436,659 probeta 6 427,436 MEDIA 419,81 Mpa COEFICIENTE DE VARIACIÓN 3,43 % DESVIACIÓN ESTÁNDAR 14,428 Cabe destacar el pequeño porcentaje de desviación estándar que se tiene en esta configuración. 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 probeta 1 probeta 2 probeta 3 probeta 4 probeta 5 probeta 6 Tensión de rotura (Mpa) Tipo C2 Figura 4-7. Gráfico de tensiones de rotura en tipo C2 66 Figura 4-8. Gráfico de tensiones de rotura en tipo C3 Tabla 4-8. Resultados tipo C3 PROBETA ROTURA (MPa) probeta 1 422,062 probeta 2 374,776 probeta 3 370,170 probeta 4 387,566 probeta 5 439,303 probeta 6 378,801 MEDIA 395 MPa DESVIACIÓN ESTÁNDAR 28,415 COEFICIENTE DE VARIACIÓN 7,185 % 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 probeta 1 probeta 2 probeta 3 probeta 4 probeta 5 probeta 6 Tensión de rotura (Mpa) Tipo C3 67 Figura 4-9. Gráfico de tensiones de rotura en tipo C4 Tabla 4-9. Resultados tipo C4 PROBETA ROTURA (MPa) probeta 1 361,50 probeta 2 414,08 probeta 3 342,922 probeta 4 418,666 probeta 5 343,188 probeta 6 406,776 MEDIA 381,190 MPa DESVIACIÓN ESTÁNDAR 35,882 COEFICIENTE DE VARIACIÓN 9,41 % 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 probeta 1 probeta 2 probeta 3 probeta 4 probeta 5 probeta 6 Tensión de rotura (MPa) Tipo C4 68 Figura 4-10. Gráfico de tensiones de rotura en tipo D1 Tabla 4-10. Resultados tipo D1 PROBETA ROTURA (MPa) probeta 1 863,218 probeta 2 858,233 probeta 3 742,542 probeta 4 935,599 probeta 5 956,780 probeta 6 779,663 MEDIA 856,006 MPa DESVIACIÓN ESTÁNDAR 83,963 COEFICIENTE DE VARIACIÓN 9,80 % 0 200 400 600 800 1000 1200 probeta 1 probeta 2 probeta 3 probeta 4 probeta 5 probeta 6 Tensión de rotura (MPa) Tipo D1 69 Figura 4-11. Gráfico de tensiones de rotura en tipo D2 Tabla 4-11. Resultados tipo D2 PROBETA ROTURA (MPa) probeta 1 1150,029 probeta 2 1021,330 probeta 3 1021,998 probeta 4 1047,582 probeta 5 867,154 probeta 6 659,531 MEDIA 1021,619 MPa DESVIACIÓN ESTÁNDAR 101,274 COEFICIENTE DE VARIACIÓN 9,913 % 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 probeta 1 probeta 2 probeta 3 probeta 4 probeta 5 Tensión de rotura (MPa) Tipo D2 70 Es preciso comentar que en la industria aeroespacial es común la torelancia de ensayos con hasta un 15 % de coeficiente de variación aproximadamente y a la vista de los resultados expuestos, se cumple para todos los casos excepto para la configuración D2 y B4 para el caso de la tensión asociada al área del refuerzo. 4.2. Comparativas En la presente sección se trata de plasmar claramente las analogías y diferencias entre las distintas estructuras fabricadas. Se representa a continuación con tal fin un diagrama con la tensión de rotura media de cada configuración, así como un cuadro resumen con dichos valores. Es preciso comentar que se incluye en el gráfico la tensión de rotura del material virgen [4], considerado el cual como un laminado cuya dirección de la fibra está orientada a 0º. 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 AB1 B2 B3 B4 C1 C2 C3 C4 D1 D2 VIRGEN Tensión de rotura (Mpa) Comparativa de configuraciones Figura 4-12. Comparativa de tensiones de rotura en todas las configuraciones 77 78 REFERENCIAS [1] Hexcel Composites, «Composites Repair». [2] F. París, J. Cañas, J. C. Marín y A. Barroso, Introducción al análisis y diseño con materiales compuestos. [3] Manual de uso de la máquina INSTRON 8801. [4] L. Velasco «Desarrollo de un método de reparación de reparaciones en laminados monolíticos de fibra de carbono» [5] MATLAB User Guide . [6] J. Justo, J. C. Marín y J. Cañas, Prácticas de materiales compuestos, 2014. [7] A. Miravete y L. Castejón, «Materiales Compuestos,» Descriptiva de materiales. Materiales en el proceso de diseño, 2002. [8] C. Soutis, «Fibre reinforced composites in aircraft construction,» Progress in Aerospace Sciences, vol. 41, 2005. 79 ANEXO Se muestra a continuación el código empleado para la realización de las representaciones mostradas en la sección 3.Ensayos. Representación.m clc; close all; clear all; rotura=zeros(6,1); %roturaref=zeros(6,1); for i=1:6 s=strcat('TC1P',num2str(i),'.csv'); d=strcat('TC1P',num2str(i)); b=strcat('D',num2str(i+1)); %bref=strcat('F',num2str(i+1)); desplazamiento=xlsread(s,d,'G2:G12301'); carga=xlsread(s,d,'H2:H12301'); %en KN area=xlsread('AREAS.xlsx','TIPO C1',b); %en mm^2 %arearef=xlsread('AREAS.xlsx','TIPO B2',bref); tension=1000*(carga/area); %en MPa %tensionref=1000*(carga/arearef); a=strcat('b'); w=strcat('g');y=strcat('k'); l=strcat('c'); u=strcat('m'); n=strcat('r'); colores=[a w y l u n]; j=colores(i); %figure %para sacar graficas individuales plot(desplazamiento-desplazamiento(1),tension,j); axis([0,0.85,0,500]); hold on %para la familia de curvas %title(d) %para individuales title ('configuración C1') %para la familia xlabel('desplazamiento (mm)') ylabel('tensión (MPa)'); rotura(i)=max(tension) %en MPa %roturaref(i)=max(tensionref) end %xlswrite('GRAFICO.xlsx',rotura,'tipoB2','B2:B7') 80