Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Apr 2004)
Indentación por impacto de baja energía: modelo completo
Abstract
The present work propose is the polymer and composites mechanical proprieties evaluation, using low energy impact techniques in flexure plate configuration hitting by a semi spherical indenters and working with a non linear and non conservative model that involve the permanent deformations due to the impact flexure and indentation. Two systems arrayed in serial configuration, a flexion spring-dashpot and an indentation hertzian spring-dashpot, conform this model. Since this do not have analytical solutions, a 4rd order Runge-Kutta numeric model is used in order to solve it and is compared with experimental results measuring the global energy lost with the restitution coefficient. Different polystyrene (PS) matrix composites series with elastomeric and rigid dispersed phases were tested. A satisfactory model approach to the registered experimental curves is showed, allowing the elastic modulus calculus at high impact velocities and also the determination of the energy at the beginning of the specimen damage.<br><br>El objetivo de este trabajo es la evaluación de las propiedades mecánicas de polímeros y composites mediante el uso de técnicas de impacto de baja energía en configuración de flexión, de platos golpeados con cabezales semiesféricos, utilizando para ello un modelo no lineal y no conservativo que involucre el efecto de las deformaciones permanentes inherentes a la flexión y a la indentación presentes en el proceso de impacto. Este modelo esta compuesto por dos sistemas en serie: resorte-amortiguador para la flexión y resorte hertziano-amortiguador para la indentación. Al carecer éste de soluciones analíticas, se resuelve usando el método numérico de Runge-Kutta de cuarto orden, comparándose con resultados experimentales y evaluando, mediante el coeficiente de restitución, las pérdidas globales de energía ocasionadas durante el ensayo. Se realizaron ensayos en varias series de composites de matriz polimérica de Poliestireno (PS) con fases dispersas rígidas y elastomericas. El modelo aproxima satisfactoriamente las curvas registradas experimentalmente y permite calcular el módulo elástico a elevadas velocidades de impacto así como la energía en que empieza a generarse el daño en las probetas.
