Obtención de curvas S-N mediante termografía infrarroja en laminados CFRP con defectos de ondulación fuera del plano
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Resumen
La termografía infrarroja se presenta como una herramienta eficaz, rápida y económica para la caracterización de la vida a fatiga de laminados de polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP). Este estudio se centra en la obtención de curvas S-N mediante técnicas termográficas en laminados con y sin defectos de ondulación fuera del plano, un problema que surge en materiales compuestos debido a imperfecciones durante el proceso de fabricación. También puede aparecer al adaptar el laminado a geometrías angulosas.
A través de ensayos de tracción cíclica, se monitorizó la temperatura superficial de las muestras para estimar el límite de fatiga. Los resultados obtenidos mediante termografía mostraron una alta concordancia con las curvas S-N tradicionales, con errores inferiores al 2% para laminados sin defectos y del 13% en presencia de defectos. Se utilizaron tres modelos diferentes para la estimación de la curva S-N: el modelo termográfico original de Risitano, el modelo adaptado para CFRP de Montesano y el modelo que parte de la degradación de propiedades de Huang, siendo estos dos últimos los que mejores resultados muestran para CFRP. Además, se comprobó que los defectos de ondulación reducen significativamente las propiedades mecánicas del material, disminuyendo hasta un 16% la resistencia última y hasta un 40% el límite de fatiga.
Esta metodología permite una caracterización rápida y sencilla, con una notable reducción en el tiempo y coste asociados a los métodos convencionales. Este enfoque no solo facilita la detección de defectos locales en materiales en servicio, sino que también proporciona una herramienta práctica y precisa para mejorar la seguridad y el diseño de estructuras críticas en aplicaciones aeroespaciales, aerogeneradores, etc.
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