Incidencia de la orientación de las fibras de refuerzo en un eje compuesto de carbono/epoxi, ante cargas torsionales y la velocidad de giro
Incidence of the orientation of the reinforcing fibers in a carbon/epoxy composite shaft, for torsional loads and rotational speed
Barra lateral del artículo
HTML
PDF (English)
FLIP
(English)
Contenido principal del artículo
El estudio realizado se basa en el análisis del comportamiento de las orientaciones del laminado de un eje compuesto, en cuanto a su resistencia ante cargas torsionales y velocidades de giro. Como referencia se diseña óptimamente un eje compuesto de fibra de carbono y matriz polimérica epóxica. Las orientaciones de las láminas en el apilado se seleccionaron para garantizar su fabricación por el método de bobinado de filamentos. Para el caso específico de estudio se puede concluir que los pares de láminas con ángulos de 45° y -45° satisfacen de forma óptima los parámetros de diseño del eje. Las orientaciones a 0° y 90°, son útiles cuando la velocidad crítica y el pandeo torsional son más restrictivas.
Descargas
Detalles del artículo
P. Těšinová, Advances in Composite Materials - Analysis of Natural and Man-Made Materials. InTech, 2012.
M. Kutz, Handbook of Materials Selection. J. Wiley, 2007.
J. R. Duflou, J. De Moor, I. Verpoest, and W. Dewulf, “Environmental impact analysis of composite use in car manufacturing,” CIRP Ann. - Manuf. Technol., vol. 58, no. 1, pp. 9–12, Jan. 2009.
D. Calestani, M. Villani, M. Culiolo, D. Delmonte, N. Coppedè, and A. Zappettini, “Smart composites materials: A new idea to add gas-sensing properties to commercial carbon-fibers by functionalization with ZnO nanowires,” Sensors Actuators B Chem., vol. 245, pp. 166–170, Jun. 2017.
M. Petrovic, T. Nomura, T. Yamada, K. Izui, and S. Nishiwaki, “Orthotropic material orientation optimization method in composite laminates,” Struct. Multidiscip. Optim., vol. 57, no. 2, pp. 815–828, Feb. 2018.
H. G. Sánchez Acevedo, J. Uscátegui, and S. Gómez, “Metodología para la detección de fallas en una estructura entramada metálica empleando las técnicas de análisis modal y PSO,” Rev. UIS Ing., vol. 16, no. 2, pp. 43–50, Sep. 2018.
C. M. Escobar, O. A. González-Estrada, and H. G. S. Acevedo, “Damage detection in a unidimensional truss using the firefly optimization algorithm and finite elements,” arXiv Prepr. arXiv1706.04449, Jun. 2017.
L. Araujo and C. Cervigón, Algoritmos evolutivos : un enfoque práctico. Ra-Ma, 2009.
A. K. Kaw, “Hooke’s Law for a Two-Dimensional Unidirectional Lamina,” in Mechanics of Composite Materials, 2nd ed., Boca Raton: Taylor & Francis, 2006, p. 466.
S. Nagendra, Z. Gurdal, and R. T. Haftka, “Stacking sequence optimization of simply supported laminates with stability and strain constraints,” AIAA J., vol. 30, no. 8, pp. 2132–2137, 1992.
S. C. Mantell and D. Cohen, “Filament Winding,” in Processing of Composites, 2012, pp. 388–417.
M. A. K. Chowdhuri and R. A. Hossain, “Design Analysis of an Automotive Composite Drive Shaft,” 2010.
J. C. Leslie, L. Troung, J. C. Leslie, B. Blank, and G. Frick, “Composite Driveshafts: Technology and Experience,” in SAE Technical Paper Series, 2010, vol. 1, pp. 404–413.
Column Research Committee of Japan, Handbook of structural stability. Tokyo: Corona Publ. Co., 1971.
MathWorks, “Find minimum of function using genetic algorithm - MATLAB ga,” Matlab documentation, 2018. [Online]. Available: https://la.mathworks.com/help/gads/ga.html. [Accessed: 13-Jul-2019].
B. John, L. Andrew, and R. Carl, Mechanics of Solids, 2 ed. Abingdon: Routledge, 2016.
A. K. Kaw, “Macromechanical Analysis of Laminates,” in Mechanics of Composite Materials, 2nd ed., 2010, pp. 315–367.
P. Nali and E. Carrera, “A numerical assessment on two-dimensional failure criteria for composite layered structures,” Compos. Part B Eng., vol. 43, no. 2, pp. 280–289, 2012.
I. M. Daniel, J. J. Luo, P. M. Schubel, and B. T. Werner, “Interfiber/interlaminar failure of composites under multi-axial states of stress,” Compos. Sci. Technol., vol. 69, no. 6, pp. 764–771, 2009.
W. Tsai, Stephen and M. Wu, Edward, “A General Theory of Strength for Anisotropic Materials, Composite Materials,” J. Compos. Mater., vol. 5, no. 1, pp. 58–80, 1971.
Y. T. Kao and E. Zahara, “A hybrid genetic algorithm and particle swarm optimization for multimodal functions,” Appl. Soft Comput. J., vol. 8, no. 2, pp. 849–857, Mar. 2008.
