Modelización mecánica del enfriamiento rápido en sistemas tipo gres porcelánico

Abstract

This paper analyses the effect of cooling on mechanical behaviour, in particular, on the residual stresses that appear when materials of the porcelain tile type are involved. However, these compositions have a very complex microstructure, in which there are several crystalline phases and the glassy phase is not homogeneous. In this study a simpler composition was therefore formulated, using sodium feldspar as starting material to which quartz with different particle sizes was added. A viscoelastic model was used to estimate the residual stresses that develop during cooling. The parameters of the model were obtained either from the literature or were determined in laboratory tests. An assembly was designed that allowed non-contact measurement of the temperature at the top and bottom surfaces of the test pieces during cooling. The test pieces were subjected to different types of cooling and their residual stresses were then determined by the strain relaxation slotting method.<br><br>En este trabajo se analiza el efecto del enfriamiento sobre el comportamiento mecánico y, en particular, sobre las tensiones residuales que aparecen cuando se trabaja con materiales tipo gres porcelánico. Estas composiciones tienen una microestructura muy compleja, donde se encuentran varias fases cristalinas y la fase vítrea dista de ser homogénea. Por ello se planteó trabajar con una composición más sencilla, empleando como material de partida feldespato sódico al que se añadió cuarzo de diferente tamaño de partícula. Se utilizó un modelo viscoelástico para la estimación de las tensiones residuales que se producen durante el enfriamiento. Los parámetros del modelo se obtuvieron de la bibliografía o se determinaron en ensayos de laboratorio. Se diseñó un montaje que permitía la medida sin contacto de la temperatura en las superficies superior e inferior de la pieza durante el enfriamiento. Las probetas fueron sometidas a diferentes tipos de enfriamientos y, a continuación, se determinaron las tensiones residuales mediante el método de relajación de las deformaciones por corte.

Keywords

• residual stresses
• viscoelasticity
• modelling
• cooling
• mechanical strength
• tensiones residuales
• viscoelasticidad
• modelización
• enfriamiento
• resistencia mecánica