1. Introducción
Impacto de caída de dardo instrumentado hoy, ampliamen ampliamente te usados para evaluar el comportamiento al choque y a la fractura de los polímeros
llevan un “captador de
fuerza” en el dardo señal
F-t
amplifica, digitaliza en un
conversor analgico y se almacena para su posterior
tratamiento 24/04/15
1
1. Introducción
F(N)
1.21 m/s 1.14 m/s
3000 0.96 m/s
2500
0.74 m/s
2000
h5
0.61 m/s
h4
0.49 m/s
1500
h3
1000
IMPACTOR 500
v
h1
h 2
α
0 0.0
0.2
24/04/15
0.4
0.6
0.8
-3
1.0 t (10 s)
PROBETA 2
1. Introducción )#*&" !+,!I-!%&$!" t t -$!,r+$r ,ra,a%+(,$ v om má t c t má n caractrsticas
!"#$%&'(
F (N)
#00
"00
x á m
F
400
cola
INSPECCIÓN VISUAL DE PROBETAS
cola
200
iniciacin 0 0$0
0$4
0$#
t Fmáx t c
24/04/15
1$2
1$"
-3
t (10 s)
del da%o& craz! 'v o-c ( "#$ %&'a()*c+%+(,$ fractura 'v o-r ) !
3. -todologa 8rimntal
3.1. Materiales y probetas
C$%-*!,$! / ," " %+cr$!ra! / +/r+$
%a,r+z ,r%$-'!,+ca cara / %a"$r r++/z
PROBETA PSe PS! PS" PS# PS$! PS$% PS"% PS&! 24/04/15
-$'+!,+r($ ," µ v %+cr$!ra! / +/r+$ µ v
MATERIAL
PROCESO DE FABRICACIÓ
ESPESOR
," homo8olm3ro ," homo8olm3ro
,r*!+7( / -'aca! +("cc+7( / /+!c$!
5 mm 4 mm
," 9 2: µ 3v
+("cc+7( / /+!c$!
4 mm
," 9 6: µ 3v
+("cc+7( / /+!c$!
4 mm
," 9 10: µ 3v
+("cc+7( / /+!c$!
4 mm
," 9 15: µ 3v
+("cc+7( / /+!c$!
4 mm
," 9 25: µ 3v
+("cc+7( / /+!c$!
4 mm
," 9 40: µ 3v
+("cc+7( / /+!c$!
4 mm 4
3. -todologa 8rimntal D$! ,+-$! / -r$&,a
%ca(+za/$ / -'aca! c*a/ra/a! %$'/$ -$r +("cc+7( / /+!c$!
," ," " ," µ v
<0 mm
m m 0 <
m m 0 <
φ
a. 8ro;ta cuadrada 24/04/15
4 mm ;. 8ro;ta circular 5
3. -todologa 8rimntal
Curvas F-t
ensayos de fle)in curvas 8rimntals oscilaciones
F (N)
PMMA%e / 8rimntal / corrgido
x á m
efectos din*micos inherentes al impacto
correcta lectura e interpretacin de+en ser corregidas
F
'picos, 1 pico, t c
24/04/15
-3
t (10 s)
valles, colas ( "
4. ormulación d modlos
4.1 . Modelo elástico lineal vo
vo %
IMPACTOR m1 ! 1
'$
PROBETA m 2 ! 2
La c*ac+7( )* r+ ' %$+%+(,$ / 'a %a!a !
m + = = 0 24/04/15
v o = sn5 ω n t 7 ω n
4. ormulación d modlos
4.2 . Modelo s s serie y paralelo
E!, (7%($ r-r!(,a/$ -$r *( modlo masarsort !7'$ !r '+/$ -ara %a,r+a'! '!,+c$!9'+(a'! !$%,+/$! a +%-ac,$
∃ inlasticidad n 8olmros modlos masarsortamortiguador vo
vo
%
% '
'$
'$ c
24/04/15
c
#
4. ormulación d modlos
m + c + = = 0
Modelo paralelo
La !$'*c+7( / 'a c. /+r(c+a' !
v o = ω d
γ ω n t
−
sn5 ω d t 7
γ 2
=
c 2 4=m
ω d =
4=m − c 2 2 m
ω n
= m
=
!*/$rc*(c+a
!*/$-r:$/$
ω d
τ d
ω n 24/04/15
=
1 − γ 2
τ n
=
5 1 − γ 2 7
>
0
1 2
−
.
4. ormulación d modlos
C$+c+(, / r!,+,*c+7(
v 1 ε = v o
−
=
5 γ
ω n
7π
ω d
γ =
;ac,$r / a%$r,+*a%+(,$ ω d
γ ω n t
−
=
5ln ε 7 5
π
1 π
1 + 5 72 ln ε
7 t
T+%-$ / c$(,ac,$
t c =
τ d
2
24/04/15
=
5 t c 7!$ 2
1 − γ
m ≅ 5 t c 7!$ = π = 10
4. ormulación d modlos
;*rza
/ t 7
=
/ má 7!$
ω t d 7 ε π ? /% t 7>
/
ln ε ? /% 5 t 7>/ = ? γ 55 7 π
/ má
=
/ má 7!$ ε
t / má 7 t c
1
−
ln ε 7 sn5 ω d t 7 − 2γ cos5 ω d t 7> − π
= -1 ; ∀ε
? /% >/ má
/ má = − 5 / má 7!$ ε 24/04/15
<
t / má 5 7 t c
(
dond @ 5 / má 7!$
=
m v oω n 11
5 . RES!"#$%S F (N)
PSe
/ 8rimntal 600 / 8arallo su;amortiguado
,"
500
/ lástico
2γ cos ω d t 400 300
m = 0.744 kg φ = 12.7 mm v o = 0.8 m/s ε = 0.89
200
100
E = 3.27 GPa 0 90.2
0.2
24/04/15
0.6
1.0
1.4
1.8
2.2
2.6
3.0
-3
3.4 s) t (10
12
5. sultados T+%-$ / c$(,ac,$ vs '$c+/a/ / +%-ac,$ %$/'$
," trudo ," inDctado
"0
) 2 / 1
g k / 50 2 / 3
2 / 1
e
2 / 1 ) 2
1 ( c t
gráfica no ha
Cona d rotura
20
2 zonas&
el*stica y rotura
10 /e
/0
/se-rotura
ona el*stica cte$
/0-rotura
0 0$0
0$2
0$4
0$"
0$#
1$0
1$2
1$4
vo (m/s)
sfri!o cam"io γ 2 m# $%&%'o
!0
m /
2 / 3
homo8olmros
Cona lástica
m m * s 40 3 0 1 (
A t c B Cona lástica 24/04/15
1$"
t c no es f (v o ) t c es f ( # m )
a8ro. constant
1!
5. sultados M7/*'$ '!,+c$
3 5 1 − ν 7 5 3 + ν 7 a 2 ! = = 3 4π / 2a E 0.2
;/ má 3 2 m1 2
m = / má
m t c = π = t c
! má
! tc
*Fm3' 4 * - tFm3'-tc
EFm3',5Pa1
=8.641
82.=>0
3.32
* +,-mm.-"-/0$-"1-,m-s12
M)ESTRA
=
,-mm.1-,m-s1
PS
0.32000
PSe
0.32000
=8.=41
82.>=0
3.34
PS!
0.32000
=8.38>
82.268
3.28
PS"
0.31>18
=8.885
82.>84
3.34
PS#
0.31=48
=>.5>>
84.304
3.46
PS$!
0.31538
=8.=88
83.663
3.41
PS
%$0.31308
=>.321
84.615
3.50
PS"%
0.30=28
=>.425
84.50>
3.52
24/04/15 PS&!
0.2>==0
=>.>5>
86.840
3.=5
14
5. sultados M7/*'$ '!,+c$ ,+%-$ / c$(,ac,$ ," µ v
+ tc e.-" - m$-" 2prom + tc,$6 "1$-" e.-" - m$-" 2prom tc ,$!6.s1
M)ESTRA
Etc ,5Pa1
PS
0.32000
38.86>
38.6>0
3.513
3.20
PSe
0.32000
38.585
38.558
2.>>2
3.22
PS!
0.32000
3>.40=
38.>=0
4.035
3.15
PS"
0.31>18
38.8=0
38.853
4.202
3.1=
PS#
0.31=48
38.580
38.843
4.186
3.18
PS$!
0.31538
38.556
38.58>
4.10>
3.23
PS
%$0.31308
38.125
38.0>1
4.0=5
3.33
PS"%
0.30=28
3=.2=5
3=.515
4.011
3.45
PS&!
0.2>==0
35.64>
35.814
3.=>5
3.83
24/04/15
15
