MATERIALES COMPUESTOS BAJO ACCIONES DINÁMICAS (PIUNT 26/E623)
COMPOSITE MATERIALS UNDER DYNAMIC LOADS
Director: LUCCIONI Bibiana Maria
Periodo de Ejecución: Inicio 01/05/2018 – Finalización 31/12/2022
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 fundamentalmente bajo acciones dinámicas, que incluyen procesos de falla que no son habituales en materiales tradicionales. La modelación precisa de los mecanismos de falla dinámica 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 reforzados con fibras, compuestos livianos y laminados con fibras sometidos a acciones extremas que involucren acciones dinámicas (impacto, explosiones), 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 y reforzados con dichos materiales. En el marco del proyecto se validará esta herramienta para resolver estructuras y partes estructurales de automóviles, civiles y aeronáuticas 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 bajo impacto y explosiones y modelos para otros materiales compuestos con otros tipos de fibras largas y laminados bajo cargas dinámicas en general y particularmente cargas de impacto. Dentro de cada uno de los temas anteriores se realizarán ensayos de caracterización del comportamiento mecánico dinámico, tanto a nivel material como de elemento estructural y la propuesta e implementación numérica en programas de elementos finitos de los modelos desarrollados, así como la validación de los modelos desarrollados con los ensayos de laboratorio desarrollados.
Abstract:
Structural elements made of fiber-reinforced composites form the basis of many of the structures being used today and others that are to be incorporated as fundamental parts in aircraft and other applications. For the proper use of these new structural materials it is necessary to know with precision their behavior under dynamic actions, which include failure processes that are not usual in traditional materials. The precise modeling of the mechanisms of dynamic failure in this type of composite materials is still a very active research topic. Models that efficiently reproduce the different physical phenomena that take place and that , at the same time , can be used in structural analysis with a reasonable computational cost, have not yet been proposed.The general objective of this project is the analysis of the behavior of structures of composite materials that are currently used: high and ultra high performance fiber reinforced concrete and lightweight composites, subjected to extreme actions involving dynamic actions (impact, explosions), in order to create a reliable and low-cost computational tool that can handle different non-linear phenomena, applicable to the design of elements constructed or strengthened with such materials.In the framework of the project, this tool will be validated to solve structural and structural parts of automobiles, civil structures and aircraft parts and will verify its efficiency, reliability and capacity to solve these problems.Specific objectives include the proposal of constitutive models for composites with short fibers, particularly high and ultra high strength concrete reinforced with impact fibers and explosions and models for other composite materials with other types of long fibers and laminates under dynamic loads and, particularly, under impact loads. Within each of the previous topics, level characterization tests of the dynamic mechanical behavior, both at material level and structural element will be carried out. The models developed will be numerically implemented in finite element programs and validation examples and comparisons with laboratory tests results wil be developed.
GRUPO DE INVESTIGACIÓN |
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| Apellido y Nombre | Rol | Horas | Lugar de trabajo |
| ALMENAR Martín | Investigador | 15 | UNT-FACET |
| ARÁOZ Gabriel | Investigador | 20 | UNT-FACET |
| ARGAÑARAZ SAENZ Paula Luciana | Becaria-Tesista | 35 | UNT-FACET |
| ISLA Facundo | Investigador | 35 | UNT-FACET |
| OVIEDO, Martín Alejandro | Colaborador | 5 | UNT-FACET |
| TORRES Esteban | Investigador | 20 | UNT-FACET |