Este proyecto se basa en la modelación numérica del fenómeno de fatiga en materiales compuestos, específicamente en polímeros reforzados con fibra de carbono. Para esto, se usó la teoría de mezclas Serie _ Paralelo para la modelización de materiales compuestos, partiendo desde su base matemática hasta su implementación computacional en el software Kratos Multiphysics.
Una vez usada la teoría de mezclas Serie - Paralelo se identificaron de manera individual las propiedades mecánicas básicas de cada uno de los componentes del material compuesto, permitiendo así la aplicación de los modelos constitutivos correspondientes para su aplicación en un experimento a flexión en una probeta biapoyada, y de esta manera generar la comparación correspondiente entre el modelo numérico, el modelo experimental y un modelo adicional tomado de la bibliografía asociada a este documento.
Teniendo esto definido, se procede a presentar el fenómeno de fatiga de alto número de ciclos, en este caso, se realizó la validación de esta metodología tomando como base una investigación experimental externa previamente realizada. Teniendo en base estos resultados, se hizo uso de la caracterización realizada del material compuesto mediante la teoría de mezclas serie – paralelo y los códigos programados en Kratos multiphysics para poder evaluar la reducción de resistencia del material ante un alto número de ciclos y la estimación de la vida del material ante cargas cíclicas establecidas.
This project is based on the numerical modeling of the fatigue phenomenon in composite materials, speci_cally in carbon _ber reinforced polymers. For this, the Series-Parallel rule of mixtures was used for the modeling of composite materials, starting from its mathematical basis to its computational implementation in the Kratos Multiphysics software.
Once the Series-Parallel rule of mixtures was used, the basic mechanical properties of each of the components of the composite material were individually identified, thus allowing the application of the corresponding constitutive models for their application in a bending experiment in a specimen mounted in 2 supports, and in this way generate the corresponding comparison between the numerical model, the experimental model and an additional model taken from the bibliography associated with this document.
Having this defined, is presented the phenomenon of fatigue with a high number of cycles, in this case, the validation of this methodology was devoloped based on a previously carried out external experimental investigation. Based on these results, the characterization of the composite material was used using the series-parallel mixture theory and the codes programmed in Kratos multiphysics to be able to evaluate the reduction in resistance of the material in the face of a high number of cycles and the estimation of the life of the material under established cyclic loads.
