Revista UIS Ingenierías

Vol. 22 Núm. 2 (2023): Revista UIS Ingenierías
Artículos

Evaluación numérica de la rigidez y la tenacidad en materiales compuestos bioinspirados

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  • Juan Fernando Cucuyame-Morales ,
  • Junes Abdul Villarraga-Ossa ,
  • Liliana Marcela Bustamante-Góez
Juan Fernando Cucuyame-Morales
Universidad de Antioquia
Junes Abdul Villarraga-Ossa
Universidad de Antioquia
Liliana Marcela Bustamante-Góez
Universidad de Antioquia
DOI: https://doi.org/10.18273/revuin.v22n2-2023009

Publicado 2023-05-16

Palabras clave

  • biomimética,
  • materiales compuestos,
  • estructura jerárquica,
  • fibras continuas,
  • propiedades mecánicas,
  • rigidez,
  • tenacidad
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Cómo citar

Cucuyame-Morales , J. F. ., Villarraga-Ossa , J. A. ., & Bustamante-Góez, L. M. . (2023). Evaluación numérica de la rigidez y la tenacidad en materiales compuestos bioinspirados. Revista UIS Ingenierías, 22(2), 97–108. https://doi.org/10.18273/revuin.v22n2-2023009

Derechos de autor 2023 Revista UIS Ingenierías

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Resumen

La naturaleza ha servido de inspiración para múltiples áreas del conocimiento y de desarrollo de la humanidad, en el caso de los materiales su proceso evolutivo de millones de años ha logrado obtener una buena compatibilidad entre las propiedades mecánicas de rigidez y tenacidad, algo que es complicado en los materiales de ingeniería convencionales, debido a que estas propiedades presentan un comportamiento inversamente proporcional entre sí. Se ha establecido que una de las características que la naturaleza utiliza es la formación de estructuras jerárquicas, que pueden ir desde la escala micrométrica hasta la macro escala, con este tipo de organización ha logrado mejorar diversas propiedades, dependiendo de la necesidad a resolver, del medio ambiente en que se encuentre y los materiales disponibles. Uno de estos tipos de estructuras son las helicoidales, presentes en escamas de peces, conchas de moluscos, exoesqueletos, etc., la cual provee protección y buenas propiedades de resistencia mecánica, resistencia a la penetración, al impacto y la fractura. Por tal motivo se pretende realizar un estudio numérico de materiales compuestos por fibras continúas empleando diferentes modelos constitutivos (lineales y plásticos bilineales) para la matriz (suave) y las fibras (rígidas) y observar como la variación del modelo empleado y el ángulo de rotación de las fibras afectan la rigidez general y la tenacidad del material.

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