Materiales compuestos reforzados por fibras cortas : estudio utilizando el método de los elementos discretos formado por barras - Uberti, Bruno; Rossi Cabral, Néstor Oscar; Invaldi, María Agustina; Barrios D’Ambra, Ricardo José Luis; Iturrióz, Ignacio (Asociación Sudamericana de Ingeniería Estructural. Asociación Paraguaya de Estructura, 2016)
El uso de materiales multifásicos permite obtener un nuevo material con propiedades más adecuadas al uso que se le quiera dar al compuesto. En la interacción de las fases influyen tanto las propiedades mecánicas intrínsecas de éstas como la topología y escala en las cuales ellas forman la micro estructura del material compuesto. Por otro lado, las herramientas que provee la mecánica computacional han permitido en las últimas décadas realizar avances significativos combinando modelos analíticos muy poderosos, que resuelven problemas con geometría y condiciones de contorno simples, con modelos numéricos. Para simular problemas donde se esperan discontinuidades, puede ser más conveniente utilizar alguna versión del método de los elementos discretos, donde la hipótesis del medio continuo puede ser violada naturalmente. Se considera importante en el desarrollo de un material compuesto estudiar los diferentes mecanismos de trabajo que se dan en diferentes escalas, en este contexto al estudiar materiales compuestos por una matriz a la cual se incorpora fibras como una segunda fase, conocer la interacción entre la matriz y una fibra aislada es de importancia crucial. En el presente trabajo se estudia el proceso de daño de la estructura formada por una fibra que une dos partes de una matriz cuasi frágil fisurada. Se estudia la relación entre los diversos parámetros que definen la configuración mencionada con los mecanismos de daño que se manifiestan en la estructura en su camino hacia el colapso. Los resultados obtenidos son comparados con evidencias experimentales y modelos teóricos publicados por otros autores para verificar la consistencia de los mismos y verificar la potencialidad de la herramienta utilizada.

The use of multiphase materials makes possible to obtain a new material with properties that might be more appropriate for the skill necessities that we want to give to the composite. The phases interaction is influenced by the intrinsic mechanical properties and by the topology and scale in which the constituents participate in the microstructure of the composite. On the other hand, in the last decades the computational mechanics had made significant advances by combining powerful analytical models that solve problems with simple geometry and boundary conditions with numerical models. Among the numerical models that could be used stand out methods based on the continuum media, such as the Finite Element Method (FEM) and the Boundary Element Method (BEM). To simulate problems where discontinuities are expected, it could be more convenient to use some version of the discrete element method, where the continuum hypothesis can be cracked naturally. In composites developing it is important to study the work mechanisms in different scales. In this way, when fibers works as a second phase reforcing mortar matrix, it is crucial to evaluate the interaction between both matrix and fibers. This work presents the study of the damage process of a structure formed by a fiber that connects two parts of the fissured matrix. It is also studied the relation between the several parameters that define the configuration mentioned with the damage mechanisms that appeared in the structure on its way to the collapse. The results are compared with experimental evidences and theoretical models published by other authors to verify the consistency of them, and also verify the potentiality of the method used in this study.
Short fiber reinforced composites : analysis using lattice model
Keywords: Método de elementos discretos; Mecánica de fractura; Compuestos con fibras cortas; Discrete element method; Short fiber composite; Fracture mechanics