Efecto de Ángulos y Distancias Relativos entre Fibras en el Modelado Microescala de la Iniciación y Propagación de Grietas ante Cargas Transversales y de Cortadura
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Este trabajo investiga el comportamiento de materiales compuestos unidireccionales a través de un enfoque de modelado a microescala, particularmente centrado en la iniciación y propagación de grietas bajo esfuerzos transversales y de cortadura. Utilizando elementos representativos de volumen (RVE), se modelan capas unidireccionales con diferentes configuraciones geométricas, variando los ángulos relativos entre las fibras y las distancias entre ellas. Las simulaciones se llevan a cabo en ABAQUS/Standard, aplicando condiciones de contorno periódicas (PBC) para representar de manera precisa la microestructura e integrando superficies cohesivas en las interfaces fibra-matriz para modelar las interacciones y el fallo en estas uniones. Adicionalmente, el Método de los Elementos Finitos Extendido (XFEM) premite analizar de manera detallada el inicio y la propagación de grietas asociadas al fenómeno de fractura de matriz (matrix cracking). Este trabajo avanza en la comprensión de la relación entre la microestructura y los mecanismos de fallo, ofreciendo herramientas para el diseño y la optimización de materiales compuestos con mayor resistencia a la fractura bajo condiciones de carga multiaxial. Los resultados obtenidos muestran que el ángulo relativo entre los centros de fibras tiene un efecto determinante en los mecanismos de fallo a nivel de capa.