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http://cimav.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1004/765| Proceso de Pos-curado, Viscoplasticidad y Modelado del Comportamiento Mecánico de Adhesivos Estructurales | |
| IGNACIO ALBERTO ESTRADA ROYVAL | |
| ALBERTO DIAZ DIAZ | |
| Acceso Abierto | |
| Sin Derechos Reservados | |
| Pos-curado Comportamiento mecánico | |
| En años recientes a incrementado la aplicación de adhesivos epóxicos en estructuras. Sin
embargo, el comportamiento de los adhesivos estructurales es más complejo que el de los
metales y casi todos los modelos existentes que incluyen la plasticidad y otros fenómenos no
lineales, se basan en experimentos de cargas uniaxiales (tensión o compresión).
Las uniones adhesivas presentan grandes ventajas en las técnicas de ensamblajes y sus aplicaciones
han incrementado día a día. Con la nalidad de optimizar el diseño de este tipo de
uniones, es importante conocer el comportamiento del adhesivo hasta la ruptura. En general,
el comportamiento es no lineal debido a fenómenos como la plasticidad [19], daño [20]
y visco-elasto-plasticidad [21]. Algunos estudios teóricos y experimentales se han publicado,
enfocados en el comportamiento no lineal de polímeros y adhesivos. Wang y Chalkley [22]
realizaron pruebas Iosipescu modicadas (pruebas multiaxiales) realizando probetas con adhesivos
comerciales, utilizando un criterio de plasticidad modicado del tipo Drucker-Prager,
donde demuestran que este tipo de criterio es adecuado para predecir el comportamiento no
lineal en adhesivos. Mediante pruebas ARCAN modicadas, Cognard et al [23] estudiaron el
comportamiento visco-plástico de otro adhesivo epóxico comercial a baja temperatura para
minimizar efectos de viscosidad. En este estudio se demostró que la componente hidrostática
del tensor de esfuerzos, tiene un efecto en el comportamiento no lineal del adhesivo. Por otro
lado, no está por demás mencionar que para algunos adhesivos la velocidad de carga afecta
la respuesta mecánica a temperatura ambiente [24]. Por ejemplo, Pap et al [21] realizaron
pruebas tanto a tensión como a compresión de adhesivos comerciales, donde pusieron en
evidencia que el comportamiento depende de la velocidad de deformación, y utilizó un modelo
visco-elástico que no es adecuado para predecir de manera correcta el comportamiento
del adhesivo, debido a que no se consideró la plasticidad. En [25], Cognard et al realizaron
pruebas con otro adhesivo epóxico a temperatura ambiente a diferentes velocidades de carga.
Con lo anterior fue demostrado el comportamiento visco-elasto-plástico de los adhesivos
considerados. El comportamiento visco-plástico en polímeros ha sido estudiado en gran manera, sin embargo, un modelo general en 3D y validado no se ha desarrollado hasta la fecha. Esto es debido a la falta de datos experimentales. Drozdov propone un modelo 1D visco-elasto-plástico basado en pruebas uniaxiales a tensión que predice de manera precisa esfuerzos y deformaciones en diferentes polímeros [26, 27, 28, 29]. Mahnken et al desarrollaron un modelo 3D visco-plástico para polímeros semicristalinos y comparan las predicciones del modelo con pruebas de tensión y compresión monotónicas uniaxiales a diferentes velocidades de carga [30]. Este modelo reproduce de forma aceptable la asimetría observada: el esfuerzo máximo en compresión es mayor que aquél en tensión. Chaboche [31] y Poulain et al [32] desarrollaron modelos 3D visco-plásticos, sin embargo, sólo confrontaron sus predicciones con deformaciones y esfuerzos en pruebas de tensión y compresión uniaxiales. De hecho, la medida de las deformaciones transversales ha sido reportada raramente, por lo tanto, se carece de una descripción completa del estado de las deformaciones en estos materiales. El registrar la evolución de las deformaciones transversales, no sólo provee información acerca del coeciente de Poisson, también arroja información acerca de las deformaciones volum étricas plásticas. Lo anterior es útil, por ejemplo, para probar la precisión de un criterio de plasticidad de tipo von-Mises que predice (en el caso de plasticidad asociada) una nula variación en la velocidad de deformaciones volumétricas plásticas [16]. Es de vital importancia denotar que una caracterización mecánica de un adhesivo termojo debe contemplar un estudio térmico del adhesivo y del proceso de curado. | |
| 29-02-2016 | |
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