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Un enfoque de modelado multiescala para simular la detección de grietas en compuestos fibrosos de polímero utilizando redes de nanotubos de carbono eléctricamente conductores. Parte II: Análisis a escala meso y macro

Autores: Tserpes, Konstantinos; Kora, Christos

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2018

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Acceso abierto

Artículo científico
2018

Un enfoque de modelado multiescala para simular la detección de grietas en compuestos fibrosos de polímero utilizando redes de nanotubos de carbono eléctricamente conductores. Parte II: Análisis a escala meso y macro


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Serie de dos documentos
Enfoque de modelado multiescala
Detección de grietas
Compuestos fibrosos de polímero
Redes de nanotubos de carbono eléctricamente conductores
Método de elementos finitos

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 14

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este es el segundo de una serie de dos documentos que describen un enfoque de modelado multiescala desarrollado para simular la detección de grietas en compuestos fibrosos de polímero aprovechando la interrupción de redes de nanotubos de carbono (CNT) eléctricamente conductores. El enfoque se basa en el método de elementos finitos (FE). Se han desarrollado modelos numéricos en tres escalas diferentes, a saber, la microescala, la mesoescala y la macroescala, utilizando el entorno ANSYS APDL. En el presente documento, se describen los análisis de meso y macroescala. En la mesoescala, se utiliza un modelo bidimensional de la matriz CNT/polímero reforzada con fibras de carbono para desarrollar una metodología de detección de grietas a partir de un estudio paramétrico que relaciona la posición y longitud de la grieta con la reducción del flujo de corriente. En el modelo meso, se utiliza como entrada la conductividad eléctrica efectiva del CNT/polímero calculada a partir de la microescala. En la macroescala, la implementación final de la metodología de detección de grietas se realiza en un volumen de compuesto CNT/polímero/fibra de carbono utilizando como entrada la respuesta eléctrica del CNT/polímero agrietado derivada de la microescala y la metodología de detección de grietas. Se han realizado análisis para grietas de dos longitudes diferentes. En ambos casos, el modelo numérico predice con buena precisión tanto la longitud como la posición de la grieta. Estos resultados destacan la perspectiva de que las redes de CNT conductores se utilicen como una técnica de monitoreo de salud estructural localizada.

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