Caracterización de resistencia a impacto balístico en materiales compuestos de matriz polimérica a partir de propiedades mecánicas y ensayos QS-PST . (2018)
En el presente trabajo se estudiaron materiales balísticos de matriz polimérica reforzados con fibras, empleando ensayos cuasi-estáticos de punzonado (QS-PST: Quasi-static Punch Shear Test), los cuales permiten predecir el comportamiento de este tipo de materiales (balísticos) al ser sometido a cargas de impacto. Para esto, fue necesario realizar la fabricación de 9 laminados de 3 tipos de tejidos diferentes (Volan, Wovenroving, K+C) y 3 espesores diferentes (4L, 7L, 13L) con resina epóxica, los cuales fueron sometidos a corte por chorro de agua para extraer las probetas necesarias en los ensayos. De forma complementaria también se evaluaron probetas de tracción de cada laminado para analizar el comportamiento de las propiedades mecánicas (Módulos de elasticidad y esfuerzos últimos de tracción) de los mismos en función del espesor. Adicionalmente se realizó un análisis dimensional del fenómeno de impacto para encontrar relaciones entre las diferentes variables que intervienen (grupos adimensionales) en éste, logrando simplificar el análisis de la información obtenida mediante los ensayos cuasi-estáticos de punzonado. También se realizó un análisis de elementos finitos simulando 1 condición específica de los ensayos QS-PST para encontrar los factores “n” necesarios para la corrección de los valores de fuerza y desplazamiento máximo, utilizados para el cálculo de la energía total absorbida en los laminados. El material de mejor desempeño fue el laminado reforzado con fibra de K+C seguido de los laminados de Wovenroving y Volan respectivamente, presentando relaciones logarítmicas entre el límite balístico y algunos grupos adimensionales. Palabras claves: QS-PST, límite balístico, laminados, tejidos, análisis dimensional, Método de los elementos finitos.