{"id":102110,"date":"2018-03-11T10:24:12","date_gmt":"2018-03-11T10:24:12","guid":{"rendered":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/sin-categoria\/comportamiento-mecanico-de-materiales-compuestos-de-matriz-metalica-y-refuerzo-de-parta%c2%adculas-un-enfoque-basado-en-celdas-multiparta%c2%adcula\/"},"modified":"2018-03-11T10:24:12","modified_gmt":"2018-03-11T10:24:12","slug":"comportamiento-mecanico-de-materiales-compuestos-de-matriz-metalica-y-refuerzo-de-parta%c2%adculas-un-enfoque-basado-en-celdas-multiparta%c2%adcula","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/elasticidad\/comportamiento-mecanico-de-materiales-compuestos-de-matriz-metalica-y-refuerzo-de-parta%c2%adculas-un-enfoque-basado-en-celdas-multiparta%c2%adcula\/","title":{"rendered":"Comportamiento mec\u00e1nico de materiales compuestos de matriz met\u00e1lica y refuerzo de part\u00edculas. un enfoque basado en celdas multipart\u00edcula"},"content":{"rendered":"

Tesis doctoral de Jorge Alonso Zahr Vi\u00f1uela <\/strong><\/h2>\n

En esta tesis doctoral se estudia el comportamiento mec\u00e1nico de los materiales compuestos de matriz met\u00e1lica y refuerzo de part\u00edculas cer\u00e1micas (pmmcs). En su mayor parte, el m\u00e9todo empleado consiste en el an\u00e1lisis de celdas multipart\u00edcula por el m\u00e9todo de los elementos finitos, aunque en algunos aspectos, se ha complementado sus resultados mediante el uso de determinados modelos anal\u00edticos seleccionados de la literatura. los aspectos del comportamiento mec\u00e1nico de pmmcs estudiados en este trabajo fueron, esencialmente tres: (a) la determinaci\u00f3n de constantes el\u00e1sticas efectivas a partir de las propiedades de las fases y de informaci\u00f3n microestructural, (b) el comportamiento efectivo en r\u00e9gimen el\u00e1sto-pl\u00e1stico cuando una de las fases del material compuesto posee este tipo de comportamiento y, finalmente, (c) la influencia que los eventos de decohesi\u00f3n entre matriz y part\u00edculas tienen sobre la respuesta mec\u00e1nica efectiva del material. como herramienta operacional, se ha desarrollado un algoritmo para la generaci\u00f3n de distribuciones aleatorias de part\u00edculas prism\u00e1ticas en el espacio tridimensional, permitiendo el control por parte del usuario de par\u00e1metros microestructurales como la fracci\u00f3n volum\u00e9trica de refuerzo y la esbeltez de las part\u00edculas, as\u00ed como el grado de aleatoriedad de su orientaci\u00f3n y de variabilidad de su tama\u00f1o. La decisi\u00f3n de considerar part\u00edculas de geometr\u00eda prism\u00e1tica surge del inter\u00e9s de incorporar en los modelos, de alg\u00fan modo, el efecto de concentraci\u00f3n de tensiones asociado a la presencia de aristas en las part\u00edculas. mediante este modelo de celdas multipart\u00edcula, usado en conjunto con el m\u00e9todo de los elementos finitos, se han obtenido valores de las constantes el\u00e1sticas efectivas de un compuesto formado por una matriz de aleaci\u00f3n de aluminio reforzado con part\u00edculas cer\u00e1micas de carburo de silicio, considerando diferentes escenarios microestructurales. Estos escenarios reflejan diferentes combinaciones de esbeltez de part\u00edcula, fracci\u00f3n volum\u00e9trica de refuerzo y aleatoriedad de orientaci\u00f3n, lo que permiti\u00f3 estudiar tanto materiales is\u00f3tropos como transversalmente is\u00f3tropos. los resultados as\u00ed obtenidos fueron extendidos mediante la ecuaci\u00f3n de halpin-tsai, desde los valores puntuales considerados para la fracci\u00f3n volum\u00e9trica en los modelos hasta un rango continuo de hasta 30%. Para el par\u00e1metro principal que interviene en esta ecuaci\u00f3n puede encontrarse en la literatura algunos valores aplicables a un conjunto espec\u00edfico de escenarios microestructurales. Por una parte, en el presente trabajo se ha revisado la validez de los valores utilizados en la literatura. Por otra, se aportan valores nuevos, aplicables a escenarios microestructurales que no ten\u00edan descripci\u00f3n previa. en pmmcs, usualmente es la fase matriz la \u00fanica que, en determinados casos, exhibe un comportamiento no lineal, con deformaci\u00f3n pl\u00e1stica y endurecimiento por deformaci\u00f3n. As\u00ed, en el caso del estudio del comportamiento elasto-pl\u00e1stico de este tipo de materiales, el trabajo se centra en los siguientes aspectos. En primer lugar, se ha descrito el estado tenso-deformacional interior del compuesto cuando se impone sobre el material una solicitaci\u00f3n mec\u00e1nica macrosc\u00f3pica de tipo uniaxial. En segundo lugar, se ha buscado establecer una relaci\u00f3n fenomenol\u00f3gica entre la curva de endurecimiento de la fase matriz y la curva de endurecimiento del compuesto. En tercer lugar, se ha estudiado, para la misma solicitaci\u00f3n de tracci\u00f3n uniaxial, la evoluci\u00f3n durante la historia de deformaci\u00f3n de determinadas variables energ\u00e9ticas. Esto permiti\u00f3 describir un efecto de confinamiento energ\u00e9tico, asociado a la deformaci\u00f3n pl\u00e1stica de la fase matriz, que es responsable de la producci\u00f3n de tensiones residuales cuyo origen no es t\u00e9rmico, sino puramente mec\u00e1nico. Estos estudios se realizaron por medio del an\u00e1lisis num\u00e9rico de celdas multipart\u00edcula. adicionalmente, ha interesado en esta tesis, disponer de un m\u00e9todo anal\u00edtico para estimar la respuesta mec\u00e1nica efectiva (y no lineal) cuando la matriz tiene una respuesta no lineal y las part\u00edculas son prism\u00e1ticas. En la literatura, esto se ha realizado frecuentemente en el contexto de la elasticidad no lineal, mediante el modelo de homogeneizaci\u00f3n secante, ya sea en su versi\u00f3n cl\u00e1sica o modificada, para el caso de compuestos reforzados con esferas o elipsoides. Se propone en este trabajo una implementaci\u00f3n particular del m\u00e9todo secante aplicable a compuestos con part\u00edculas prism\u00e1ticas y cuyas fases constituyentes tienen una respuesta el\u00e1stica is\u00f3tropa. el estudio de la influencia del da\u00f1o por decohesi\u00f3n entre la matriz y las part\u00edculas sobre la respuesta efectiva del material compuesto, se realiz\u00f3 situando en las interfases de los modelos num\u00e9ricos de celda, elementos finitos cuyo comportamiento constitutivo obedece al modelo de fisura cohesiva, de amplia descripci\u00f3n en la literatura. En este caso, debido al coste computacional y dado que el inter\u00e9s resid\u00eda en una descripci\u00f3n cualitativa, las simulaciones se realizaron utilizando celdas bidimensionales, tanto en tensi\u00f3n como deformaci\u00f3n plana. Adem\u00e1s de efectuarse una revisi\u00f3n de algunos elementos conceptuales de la mec\u00e1nica del da\u00f1o, relacionando la degradaci\u00f3n de la rigidez material con el trabajo disipado en un proceso de da\u00f1o, en este estudio se describi\u00f3 detalladamente el modo en el que la decohesi\u00f3n degrada tanto el l\u00edmite el\u00e1stico como el m\u00f3dulo de young del material compuesto, no s\u00f3lo a trav\u00e9s de la nucleaci\u00f3n inicial de poros asociada a la decohesi\u00f3n, sino tambi\u00e9n por el subsiguiente crecimiento de los mismos.<\/p>\n

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Datos acad\u00e9micos de la tesis doctoral \u00abComportamiento mec\u00e1nico de materiales compuestos de matriz met\u00e1lica y refuerzo de part\u00edculas. un enfoque basado en celdas multipart\u00edcula<\/strong>\u00ab<\/h3>\n
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  • T\u00edtulo de la tesis:<\/strong>\u00a0 Comportamiento mec\u00e1nico de materiales compuestos de matriz met\u00e1lica y refuerzo de part\u00edculas. un enfoque basado en celdas multipart\u00edcula <\/li>\n
  • Autor:<\/strong>\u00a0 Jorge Alonso Zahr Vi\u00f1uela <\/li>\n
  • Universidad:<\/strong>\u00a0 Carlos III de Madrid<\/li>\n
  • Fecha de lectura de la tesis:<\/strong>\u00a0 28\/06\/2010<\/li>\n<\/ul>\n

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    Direcci\u00f3n y tribunal<\/h3>\n
      \n
    • Director de la tesis<\/strong>\n
        \n
      • Jos\u00e9 Luis P\u00e9rez Castellanos<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n
      • Tribunal<\/strong>\n
          \n
        • Presidente del tribunal: Jos\u00e9 Fern\u00e1ndez s\u00e1ez <\/li>\n
        • federico Par\u00eds carballo (vocal)<\/li>\n
        • filipe Teixeira dias (vocal)<\/li>\n
        • alfonso Fernandez canteli (vocal)<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n

           <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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