Modelo Para Compuestos Laminados Reforzados Con Fibras.

Abstract

En los últimos años, los materiales compuestos han reemplazado progresivamente
a los materiales tradicionales en una amplia variedad de aplicaciones. Dentro de los
compuestos, es de especial interés el caso de los materiales laminados compuestos por
láminas con fibras unidireccionales dispuestas en distintas direcciones. Para el adecuado
diseño de piezas constituidas por estos materiales, se requiere disponer de modelos que
permitan evaluar su rigidez y resistencia.
En este trabajo se presenta un modelo general para compuestos formados por láminas
reforzadas con fibras. El modelo se obtiene de una generalización de la teoría de mezclas
clásica, teniendo en cuenta la participación en la deformación y tensión del compuesto de
cada una de las componentes en sus direcciones principales de simetría.
Las ecuaciones constitutivas del compuesto resultan de la combinación de las ecuaciones
constitutivas de las láminas que, a su vez, se obtienen de la combinación de fibras y matriz. El
modelo desarrollado permite considerar a cada una de las componentes con un modelo
elastoplástico anisótropo general.
En el trabajo se describen las hipótesis básicas de la teoría de compuestos propuesta y las
distintas etapas en la obtención del modelo final. Se presenta, además, un algoritmo para la
implementación numérica en un programa de elementos finitos 3D no lineal. El trabajo se
completa con ejemplos de aplicación y comparación de resultados con resultados
experimentales. Los mismos muestran la capacidad del modelo propuesto para simular el
comportamiento rigidez y resistencia de compuestos laminados de distintos tipos de
materiales y estructuras.