Modelización dinámica de las pelotas de golf

Abstract

El objetivo de este proyecto es poder caracterizar una pelota de golf a través de ensayos de impacto y ver la influencia de su capa exterior hecha de Surlyn. Por eso vamos también a estudiar el comportamiento del núcleo (hecho de polybutadieno) de la pelota. En especial este PFC estudia el fenómeno de indentación dinámica que ocurren al colisionar verticalmente un impactor plano con una pelota de golf (o su núcleo). Hemos intentado adaptar las maquinas de impacto y de compresión para probetas de forma esférica. Hemos hecho también ensayos de compresión y de fatiga a compresión para calcular el Modulo de Young de los materiales, y saber después de cuantos golpes se rompen las pelotas estudiadas. Además, se ha implantado un modelo matemático que simula el comportamiento del material frente a la indentación dinámica. El modelo planteado esta constituido por 2 muelles, que representan el comportamiento elástico del material al someterse a esfuerzos, separados por una masa que representa el peso de la pelota. Este modelo esta conservativo y no considera las pérdidas de energia durante la colisión. Con este modelo se pretende simular las graficas fuerza-tiempo obtenidas en los ensayos y calcular el coeficiente de restitución de la pelota (o del núcleo). Este coeficiente cuantifica las perdidas de energía. Se han realizado diferentes series de ensayos por impacto por caida de dardo variando la altura de caída (por lo mismo la velocidad de impacto) para pelotas y núcleos. Mediante estas series se han obtenido las graficas fuerza-tiempo experimentales comparándose con las graficas calculadas por el modelo. Sobre las graficas experimentales se observa que el coeficiente de restitución no es un parámetro intrínseco del material y que depende de la velocidad de impacto y del material. Los resultados de este estudio muestran que nuestro modelo matemático no aproxima correctamente el comportamiento del material con el Modulo de Young encontrado con los ensayos de compresión.