Evaluación de parámetros del modelo de zona cohesiva de contacto de buje Ti-6Al-4V fundido selectivo con láser y poliamida 6 reforzada con fibra corta en modo II
Autores: Sedelnikov, Andry; Kurkin, Evgenii; Smelov, Vitaliy; Chertykovtseva, Vladislava; Alekseev, Vyacheslav; Gavrilov, Andrey; Kishov, Evgenii; Zvyagincev, Maksim; Chernyakin, Sergey
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Evaluación de parámetros del modelo de zona cohesiva de contacto de buje Ti-6Al-4V fundido selectivo con láser y poliamida 6 reforzada con fibra corta en modo II
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Sistemas
Palabras clave
Parámetros
Modelo de zona cohesiva
Modo II
Adhesión
Casquillo
Polímeros reforzados con fibra corta
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 23
Citaciones: Sin citaciones
Este documento discute un enfoque para estimar los parámetros del modelo de zona cohesiva (CZM) en modo II extruyendo el casquillo a lo largo del eje del muñón. Este método de evaluación requiere muestras pequeñas, lo cual es particularmente relevante al investigar polímeros reforzados con fibras cortas (SFRPs) con elementos incrustados fabricados de forma aditiva. La adhesión se investiga en el ejemplo de un 30% de fibra de carbono reforzada con poliamida-6 moldeada en un casquillo de aleación de Ti-6Al-4V (VT6) fabricado por fusión láser selectiva (SLM) en casos de una rugosidad Ra = 2.66 m (acabado vibratorio), Ra = 8.79 m (chorreado con arena) y Ra = 10.02 (directamente desde SLM). Los valores de la máxima tensión de contacto tangencial equivalente estuvieron en un rango de 1.1 MPa a 9.5 MPa, mientras que la energía crítica de fractura para el deslizamiento tangencial se estimó en 15 N/mm para todos los casos. La validación experimental del CZM modo II obtenido se llevó a cabo evaluando la capacidad de carga de los muñones con diferentes casquillos. Tanto en el experimento como en el cálculo, una mayor rugosidad del casquillo proporciona una mayor capacidad de carga del muñón. Los casquillos estriados añadieron una resistencia significativa en los experimentos, lo que confirmó la importancia de considerar el modo tangencial en el modelo de contacto. Los modelos presentados pueden ser utilizados para la evaluación preliminar de la capacidad de carga de partes de poliamida-6 reforzadas con fibras cortas con elementos incrustados de titanio.
Descripción
Este documento discute un enfoque para estimar los parámetros del modelo de zona cohesiva (CZM) en modo II extruyendo el casquillo a lo largo del eje del muñón. Este método de evaluación requiere muestras pequeñas, lo cual es particularmente relevante al investigar polímeros reforzados con fibras cortas (SFRPs) con elementos incrustados fabricados de forma aditiva. La adhesión se investiga en el ejemplo de un 30% de fibra de carbono reforzada con poliamida-6 moldeada en un casquillo de aleación de Ti-6Al-4V (VT6) fabricado por fusión láser selectiva (SLM) en casos de una rugosidad Ra = 2.66 m (acabado vibratorio), Ra = 8.79 m (chorreado con arena) y Ra = 10.02 (directamente desde SLM). Los valores de la máxima tensión de contacto tangencial equivalente estuvieron en un rango de 1.1 MPa a 9.5 MPa, mientras que la energía crítica de fractura para el deslizamiento tangencial se estimó en 15 N/mm para todos los casos. La validación experimental del CZM modo II obtenido se llevó a cabo evaluando la capacidad de carga de los muñones con diferentes casquillos. Tanto en el experimento como en el cálculo, una mayor rugosidad del casquillo proporciona una mayor capacidad de carga del muñón. Los casquillos estriados añadieron una resistencia significativa en los experimentos, lo que confirmó la importancia de considerar el modo tangencial en el modelo de contacto. Los modelos presentados pueden ser utilizados para la evaluación preliminar de la capacidad de carga de partes de poliamida-6 reforzadas con fibras cortas con elementos incrustados de titanio.