Análisis de la Integridad Estructural en Polímeros Reforzados con Fibras de Carbono

La integridad estructural de los materiales compuestos, especialmente los polímeros reforzados con fibras de carbono (CFRP), es un parámetro crítico para aplicaciones de alta exigencia. En este estudio, nos centramos en evaluar el comportamiento bajo estrés cinético, simulando condiciones de impacto que pueden ocurrir en el transporte aéreo y automotriz.

Mediante ensayos de tracción controlados, hemos obtenido curvas de estrés-deformación que revelan la transición entre la fase elástica y plástica del material. La micrografía de las muestras, como la que se muestra a continuación, permite visualizar la disposición de las fibras y la matriz polimérica antes y después de la aplicación de carga.

• Coeficiente de absorción de energía: medición clave para la resistencia al impacto.
• Análisis de la interfaz fibra-matriz y su influencia en la propagación de grietas.
• Comportamiento bajo fatiga cíclica y su correlación con la deformación residual.
• Evaluación de la temperatura de transición vítrea (Tg) en condiciones de estrés.

Metodología y Ensayos de Laboratorio

Para cuantificar el coeficiente de absorción de energía, utilizamos un péndulo Charpy instrumentado sobre probetas de policarbonato reforzado. Los resultados se contrastaron con simulaciones por elementos finitos (FEA) para validar los modelos predictivos de falla.

La preparación de las muestras incluyó un proceso de curado optimizado para minimizar los defectos internos (porosidad), que son puntos de inicio comunes para la fractura. La imagen macro de la sección transversal muestra la uniformidad de la distribución de fibras lograda.