MODELACIÓN DE NUEVOS MATERIALES COMPUESTOS (CIUNT 26/E520)
NEW COMPOSITE MATERIALS MODELING
Director: LUCCIONI, Bibiana María
Periodo de Ejecución: Inicio 01/01/2014 – Finalización 31/12/2017
Resumen
Los elementos estructurales construidos con compuestos de matriz reforzada con fibras resultan la base de muchas de las estructuras que se están utilizando en la actualidad y de otras que se quieren incorporar como piezas fundamentales en aeronaves y otras aplicaciones. Para la adecuada utilización de nuevos materiales estructurales se requiere conocer con precisión el comportamiento de los mismos, que incluye procesos de falla que no son habituales en materiales tradicionales. La modelación precisa de los mecanismos de falla en este tipo de materiales compuestos, es todavía un tema de mucha actualidad en investigación, ya que no se han logrado proponer modelos que reproduzcan eficientemente los distintos fenómenos físicos que tienen lugar y que, a la vez, puedan ser utilizados en análisis estructural con un costo computacional razonable. Este proyecto tiene por objetivo general el análisis del comportamiento de estructuras de materiales compuestos que se usan en la actualidad: hormigones de altas y ultra altas prestaciones con fibras y compuestos con nanotubos de carbono, sometidos a cargas estáticas y dinámicas, con la finalidad de crear una herramienta computacional fiable y de bajo costo de ejecución que pueda tratar diferentes fenómenos no lineales, aplicable al diseño de elementos construidos con dichos materiales. En el marco del proyecto se validará esta herramienta para resolver estructuras y partes estructurales y se verificará su eficiencia, confiabilidad y capacidad para resolver estos problemas. Como objetivos específicos se prevé la propuesta de modelos constitutivos para compuestos con fibras cortas, particularmente hormigones de alta y ultra alta resistencia reforzados con fibras y modelos para compuestos de matriz epoxy con nanotubos de carbono. Dentro de cada uno de los temas anteriores se realizará la propuesta e implementación numérica en programas de elementos finitos de los modelos desarrollados, así como la validación de los modelos materiales con ensayos de laboratorio.
Abstract
Structural elements made of new fiber reinforced composites are the base of many structures used nowadays and others to be used as main parts of aircrafts and other applications. The proper use of these materials requires the knowledge of their behavior, including their failure processes that differ from those of traditional materials. The precise modeling of failure mechanisms in such composites is still a topic of much research today, since there are no models proposed that efficiently reproduce various physical phenomena that occur and that, simultaneously, can be used in structural analysis with a reasonable computational cost. The project’s overall objective is to analyze the behavior of composite structures that are used today: high and ultra high performance fiber reinforced concrete and fiber composites with carbon nanotubes subjected to static and dynamic loads, in order to create a reliable and low cost of execution computational tool that can handle various nonlinear phenomena applicable to the design elements constructed with such materials. The project will validate this tool to solve structures and structural parts and will prove its efficiency, reliability and ability to solve these problems. The specific objective of the proposal is the development of constitutive models for composites with short fibers, particularly high and ultra high performance fiber reinforced concrete and models for epoxy matrix composites with carbon nanotubes. Each of the above topics includes the proposal of the model, the numerical implementation in finite element programs and the validation of material models with laboratory tests.
GRUPO DE INVESTIGACIÓN |
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| Apellido y Nombre | Rol | Horas | Lugar de trabajo |
| LUCCIONI, Bibiana María | Titular | 30 | UNT-FACET |
| LABANDA, Nicolas Agustin | Becario-Tesista | 35 | UNT-FACET-IEST |
| RUANO SANDOVAL, Gonzalo Javier | Becario-Tesista | 35 | UNT-FACET-IEST |
| ISLA CALDERON, Facundo Andrés | Investigador | 35 | UNT-FACET |
| ARÁOZ, GabrieL Francisco | Investigador | 20 | UNT-FACET |
| LUCERO, Javier Bernardo | Investigador | 35 | UNT-FACET |
| ARGAÑARAZ SAENZ, Paula Luciana | Becario-Tesista | 35 | UNT-FACET-IEST |
| CAMPOS, Amelia del Valle | Colaborador | 10 | UNT-FACET-IEST |
| TORIELLI, Daniel José | Colaborador | 10 | UNT-FACET-IEST |