EXHAUSTION

Desarrollo de metodologías para la aceleración de ensayos de cargas mecánicas cíclicas

Objetivos

El principal objetivo del proyecto consiste en el desarrollo y verificación de metodologías que permiten la reducción de tiempos de ensayo en la predicción de los niveles de esfuerzos a los que se consigue la vida a fatiga. Estas metodologías se basan en métodos centrados en los efectos viscoelásticos de los materiales de distintas matrices. Por ello, se pretende utilizar metodologías sobre materiales con distintas matrices para verificar su aplicación en distintas naturalezas. Esto permitirá la optimización y el ahorro de materiales y formulaciones a ensayar cuando se trata de realizar ensayos de fatiga cíclica de materiales, pasando de tiempos de ensayo de meses sobre una probeta a semanas.

Descripción

Los objetivos de EXHAUSTION se enfocan en el desarrollo y estudio de diversas metodologías destinadas a establecer criterios y configuraciones para los ensayos que permitan reducir el tiempo requerido para predecir la vida a fatiga de los materiales. El enfoque general se centra en correlacionar el fenómeno del calentamiento del material, inducido por su viscoelasticidad, con las diferentes etapas de fallo del material.

Para alcanzar este objetivo principal, se han definido objetivos específicos que abarcan distintas etapas y puntos cruciales a lo largo del proyecto. Estos objetivos específicos se encargan de guiarlo desde la revisión de la documentación existente hasta la aplicación de la metodología en muestras industriales. Además, se considera la información proporcionada por las empresas relacionadas con la construcción y diseño de materiales para diversos sectores, como la automoción, aeroespacial y energía.

Empresas colaboradoras en el proyecto: ZIUR Composite Solutions e INCOM Group.

Resultados

Desarrollo de metodologías de aceleración de ensayos

Se han desarrollado nuevas metodologías basadas en el concepto de autocalentamiento o self-heating. Este fenómeno se basa en el autocalentamiento de las muestras ensayadas. Este fenómeno se basa en el calentamiento de las probetas por la aparición de los efectos viscoelásticos del material como consecuencia de la aplicación de cargas cíclicas de tipo mecánico sobre materiales poliméricos.

El uso y monitorización de esta temperatura y la correlación con los niveles de daño acumulado sobre los diferentes materiales avanzados permiten el establecimiento de predicciones de las cargas de vida a fatiga. Entendidas como el nivel de carga mediante el cual el material ensayado superaría o sobreviviría sin acumular daño por verse expuesto a ese esfuerzo.

Reducción de tiempos de ensayo

La aceleración de ensayos se basa en la correlación de estas cargas y temperaturas. Ya que la obtención de estas correlaciones tiene un coste temporal de ensayo del orden de magnitud de horas, para diversas probetas. Mientras que el enfoque tradicional está del orden de semanas y meses.

Esto permite tener una herramienta de cribado de material cuando se encuentran los procesos de desarrollo de material para aplicaciones de altas prestaciones mecánicas, pudiendo conocer y escoger los resultados y materiales más prometedores.

Desarrollos posteriores

A pesar de que se han realizado y utilizado diferentes matrices termoplásticas reforzadas con fibras continuas, principalmente por su escasez de conocimiento frente a su comportamiento a fatiga y solicitaciones de alto valor añadido. Aún quedan pendientes futuros desarrollos basados en nuevas matrices y combinaciones. Las tendencias observadas en los materiales ensayados son prometedoras. Seguir conociendo estos nuevos materiales, no solo por sus prestaciones, sino también por su enfoque y encaje dentro de un sector que se centra en el desarrollo de materiales cada vez más sostenibles. Siendo los ensayados materiales clave por su potencial reciclabilidad por su naturaleza.