“Computational Civil Engineering - "Intersections" International Journal

“Computational Civil Engineering 2005”, International Symposium 91La eficacia de la participación del refuerzo de fibras cortas es menor que la del defibras largas, por lo tanto se deduce que las propiedades mecánicas de losmateriales compuestos reforzados con fibras cortas no son mejores que aquellosreforzados con fibras largas. La expresión del tensor constitutivo del materialcompuesto dado en la ecuación (4) en pequeñas deformaciones se generaliza en lasiguiente forma para el caso de refuerzos de cortas longitud.CSijklnmSS= ∑ kc( Cijkl) c + ∑kcς ( Cijkl) cm mr crc = 1c = 1 r14m42443 14r44 24443Componentes de la matriznrComponentes del refuerzo(17)En las definiciones anterioresn mconstituyen la matriz del compuesto yes el número de materiales componentes quen res el número de materiales componentesque constituyen la fase del refuerzo. En el caso de refuerzos continuos el factor ςtiende a la unidad y hace que la expresión para fibras cortas coincida con la defibras largas.La ecuación de la tensión en el material compuesto queda definida comocrσijnmS eS e= ∑ kc( Cijkl) c ( ε kl ) c + ∑ kcς ( Cijkl) c ( ε kl ) cmm mr cr rc = 1c = 1 r14m444 244443 14r444244443Componentes de la matriznrComponentes del refuerzo(18)3.5 Deslizamiento fibra-matrizEntre las causas del comportamiento no-lineal de los materiales compuestosreforzados con fibras largas y más aun aquellos con fibras cortas, está el fenómenode formación de grietas en la matriz, acompañada del deslizamiento o movimientorelativo entre fibra y matriz. Este fenómeno se conoce en la literatura en ingléscomo "debonding" y se caracteriza porque el agrietamiento de la matriz y eldeslizamiento relativo entre fibra y matriz. Esta pérdida de adherencia semanifiesta como una pérdida de rigidez del material compuesto e induce amovimientos que pueden representarse en forma de deformaciones inelásticas, ono-recuperables, entre la fibra y la matriz. El fenómeno antes mencionado sedesignará en este trabajo con las siglas "DFM" (Deslizamiento Fibra-Matriz).El proceso de apertura de fisuras en la matriz ocurre a niveles de tensiones queresultan significativamente menores que el nivel tensional necesario para producirla rotura de las fibras. La rotura de la matriz ocurre a valores bajos de tensión y estáusualmente alineado con la dirección de las tensiones principales, produciendo unadisminución en la rigidez e induciendo deformaciones inelásticas y ciclos dehistéresis (Beyerley et al. (1992) [17]), (Preyce y Smith, (1992) [18]).