Estudio del comportamiento mecánico de una unión estándar tipo T de estructuras sándwich con refuerzo local

Abstract

[ES] En algunas aplicaciones aeronáuticas y aeroespaciales se utilizan estructuras tipo sándwich de materiales metálicos o compuestos que permiten obtener unas buenas características de rigidez y resistencia con un peso muy reducido. Aunque el comportamiento global de estas estructuras es muy bueno, el uso de núcleos muy ligeros hace que su comportamiento sea muy sensible a los efectos locales de aplicación de carga y de conexión con otros componentes. Uno de los tipos de conexión de los paneles sándwich que tiene mucho interés son las uniones tipo T puesto que permiten conectar elementos estructurales primarios perpendiculares como, por ejemplo, uniones de alas y alma en largueros de ala de aeronaves o estructuras primaria en satélites.

Por otro lado, el comportamiento de las estructuras tipo sándwich es complejo ya que presentan múltiples tipos de fallo, tales como la fractura de las pieles a tracción o compresión, la fractura del núcleo por cortadura, diversas inestabilidades de las pieles y delaminación en las diferentes uniones adhesivas. Estos fallos de tipo local no siempre producen en fallo total del componente y conducen a un comportamiento no lineal de la estructura sándwich. Para unificar el estudio del daño producido por fractura y otros tipos de daño local es usual utilizar modelos de mecánica del daño continuo o discreto para abordas su simulación.

En el presente trabajo, se comparará el comportamiento mecánico una conexión tipo T clásica de estructura sándwich de material compuesto, con una conexión con refuerzo local del núcleo (este tipo de unión permitirá la creación de geometrías adicionales de transmisión de carga). Para realizar el estudio se evaluará el comportamiento frente a cargas según los tres ejes, aplicadas en el extremo de la placa de sándwich central, que permitiría simular la mayoría de aplicaciones de este tipo de uniones. Para realizar el estudio se utilizará el método de elementos finitos junto con modelos de mecánica de daño.