Pérdida del módulo de corte como indicador de daño de la integridad estructural en uniones adheridas

Autores/as

  • José de Jesús Villalobos-Luna Universidad Autónoma de Nuevo León https://orcid.org/0000-0002-3532-2005
  • Rodrigo Salazar-Colunga Universidad Autónoma de Nuevo León
  • Pedro Lopez-Cruz Universidad Autónoma de Nuevo León https://orcid.org/0000-0001-8577-4723
  • Moises Hinojosa Rivera Universidad Autónoma de Nuevo León

DOI:

https://doi.org/10.29105/ingenierias25.92-54

Palabras clave:

Uniones Adhesivas, Pérdida del Módulo de Corte, Correlación Digital de Imágenes, Evaluación del Daño, Integridad Estructural

Resumen

Se evaluó el daño en uniones de traslape simple bajo carga cortante. Las muestras se probaron de acuerdo con la norma ASTM D1002-10(2019). Se controló la preparación de la superficie, el espesor del adhesivo y alineación de la carga. La correlación digital de imágenes se utilizó para medir los esfuerzos sobre el adhesivo y se evaluó la variación del módulo de corte y el porcentaje de daño. Los resultados muestran pérdidas en el módulo de corte en función del esfuerzo cortante. Finalmente, se determinó la evolución temprana del daño hasta un 10% de cortante, e incrementando hasta alcanzar el 70%-96%.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Biografía del autor/a

José de Jesús Villalobos-Luna, Universidad Autónoma de Nuevo León

  • Maestría en Ciencias de la Ingeniería Mecánica, Especialidad en Diseño por la FIME-UANL.
  • PTC de la FIME-UANL desde 2005.
  • Experto en pruebas mecánicas y análisis de vibraciones para caracterización estructural.
  • Miembro del CAEC Diseño y Análisis de Estructuras
  • LGAC´s en diseño, análisis y caracterización de estructuras, daño en uniones adhesivas.

Rodrigo Salazar-Colunga, Universidad Autónoma de Nuevo León

  • Ingeniero Mecánico Administrador, FIME-UANL.
  • Estudiante de maestría en Ingeniería Aeronáutica.
  • Estancia de maestría en el laboratorio HolSIP (Holistic Structural Integrity Process lab) de la Universidad de Clarkson, USA.
  • Intercambio Alemania, en la Universidad de Ilmenau realizando pruebas de vibraciones y acústica en la empresa BMW.

Pedro Lopez-Cruz, Universidad Autónoma de Nuevo León

  • Doctor en Ingeniería Aeroespacial, Universidad de Carleton, Canadá.
  • PTC de la FIME.UANL desde 2008
  • LGAC´s en diseño, análisis y caracterización de estructuras aeronáuticas con materiales compuestos.
  • Actualmente coordinador de la maestría y doctorado en Ingeniería Aeronáutica de la Universidad Autónoma de Nuevo León.

Moises Hinojosa Rivera, Universidad Autónoma de Nuevo León

  • Doctor Ingeniería de Materiales
  • Investigador Nacional SNI 1,
  • PTC en FIME-UANL desde 1998,
  • Miembro de la Academia Mexicana de Ciencias.
  • Sus líneas de investigación se centran en el comportamiento mecánico de metales y la fractura de materiales en general.
  • También desarrolla proyectos en líneas de nanotecnología.

Citas

K. Worden y J. M. Dulieu-Barton, «An Overview of Intelligent Fault Detection in Systems and Structures,» Journal of Structural Health Monitoring, vol. 3, nº 1, pp. 85-98, 2004. DOI: https://doi.org/10.1177/1475921704041866

G. Z. Voyiadjis, P. I. Kattan y M. A. Yousef, «Section I Continuum Damage Mechanics Fundamentals,» de Handbook of Damage Mechanics, vol. I, New York, Springer, 2015, pp. 1-42. DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4614-8968-9_1-1

R. Balieu, F. Lauro, B. Bennani, G. Haugou, F. Chaari, T. Matsumoto y E. Mottola, «Damage at high strain rates in semi-crystalline polymers,» International Journal of Impact Engineering, pp. 1-8, 2015. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijimpeng.2014.08.013

J. Lemaitre, «A Continuous Damage Mechanics Model for Ductile Fracture,» Journal of Engineering Materials and Technology, vol. 107, pp. 84-89, 1985. DOI: https://doi.org/10.1115/1.3225775

C. Basaran, S. Nie, J. Gomez, E. Gunel, S. Li, M. Lin, H. Tang, C. Yan, W. Yao y H. Ye, «23. Thermodynamics Theory for Damage Evolution in Solids,» de Handbook of Damage Mechanics, Nano to Macro Scale for Materials, New York, Springer Science+Business Media, 2015, pp. 721-762. DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4614-5589-9_31

M. M. A. Wahab, «Fatigue in Adhesively Bonded Joints: A Review,» ISRN Materials Science, vol. 2012, 2012. DOI: https://doi.org/10.5402/2012/746308

M. Banea y L. F. M. da Silva, «Adhesively bonded joints in composite materials: an overviwe,» Part L: J. Materials: Design and Applications, vol. 223, 2009. DOI: https://doi.org/10.1243/14644207JMDA219

V. Krishnaraj, R. Zitoune y J. P. Davim, Drilling of Polymer-Matrix Composites, Springer, 2013. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-38345-8

D. M. Antunes, «Understanding failure of adhesively bonded joints,» pp. 1-10, 2015.

C. de Sousa, R. Campilho, E. Marques, M. Costa y L. da Silva, «Overview of different strength prediction techniques for single-lap bonded joints,» Journal of Materials: Design and Applications, vol. 231, nº 1-2, pp. 210-223, 2016. DOI: https://doi.org/10.1177/1464420716675746

O. Volkersen, «Die Niektraftverteilung in Zugbeanspruchten mit Konstanten Laschenquerschritten,» Luftfahrtforschung, vol. 15, pp. 41-47, 1938.

M. Goland y E. Reissner, «The Stresses in Cemented Joints,» Journal of Applied Mechanics, vol. 11, pp. A17-A27, 1944. DOI: https://doi.org/10.1115/1.4009336

L. J. Hart-Smith, «Adhesive-Bonded Single-Lap Joints,» Douglas Aircraft Co., NASA Langley Report CR 112236., 1973.

D. Bigwood y A. Crocombe, «Elastic analysis and engineering design formulae for bonded joints,» International Journal of Adhesion and Adhesives, pp. 229-242, 1989. DOI: https://doi.org/10.1016/0143-7496(89)90066-3

ASTM International, ASTM D2651-01(2016), Standard Guide for Preparation of Metal Surfaces for Adhesive Bonding, West Conshohocken, PA 19428-2959. United States: ASTM International, 2016.

P. Walker y W. H. Tarn, Handbook of Metal Etchants, Boca Raton, Fl: CRC Press, 1991. DOI: https://doi.org/10.1201/9780367803087

ASTM International, ASTM D1002-10 Standard Test Method for Apparent Shear Strength of Single-Lap-Joint Adhesively Bonded Metal Specimens by Tension Loading (Metal-to-Metal), West Conshohocken, PA 19428-2959. United States: ASTM International, 2010.

A. Lenwari, P. Albrecht y M. Albrecht, «SED Method of Measuring Yield Strength of Adhesives and Other Materials,» Journal of ASTM International, vol. 2, nº 10, pp. 1-18, 2005. DOI: https://doi.org/10.1520/JAI12954

ASTM International, ASTM D638-14, Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics, West Conshohocken, PA: ASTM International, 2014.

R. M. Christensen, «Observations on the Determination of Yield Stress,» Acta Mechanica, vol. 196, pp. 239-244, 2008. DOI: https://doi.org/10.1007/s00707-007-0478-0

Publicado

30-01-2022

Cómo citar

Villalobos-Luna, J. de J., Salazar-Colunga, R., Lopez-Cruz, P., & Hinojosa Rivera, M. (2022). Pérdida del módulo de corte como indicador de daño de la integridad estructural en uniones adheridas. Ingenierias, 25(92), 15–27. https://doi.org/10.29105/ingenierias25.92-54