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EFECTO DE LA RIGIDEZ DE LA PUNTA DE IMPACTO EN LA RELACIÓN DE AMORTIGUAMIENTO

Adán Castro Miranda (2020)

Las cargas súbitas o repentinas se caracterizan por su peligrosidad, al poner

fácilmente en falla las estructuras y/o la incertidumbre en la exactitud del movimiento

en mecanismos. En el presente trabajo de investigación se analiza la respuesta al

impacto en materiales polímeros elastómeros, específicamente utilizados como

puntas en los topes de impacto. También se analiza las propiedades mecánicas de

los mismos, proponiendo diferentes formas geométricas del material ensayado.

Se utilizaron diferentes pruebas experimentales cuasi-estáticas y dinámicas para

obtener la caracterización del material a través de la reología del mismo. Los valores

paramétricos resultantes fueron la base de esta metodología. Mismos que se

acondicionaron al método de Runge Kutta de cuarto orden; se resolvió el sistema

de ecuaciones de forma numérica en Matlab y se compararon resultados entre este

y los obtenidos experimentalmente.

En cuanto a las propiedades de los materiales analizados, los especímenes de

Silicón-Neopreno y poliuretano presentaron un comportamiento viable en cuanto a

la disipación de energía, con un 97% y un 51% comparado con el material uno que

disipó un 4%. Los comportamientos en la reología del material son: parámetros

viscosos y elásticos, se mantienen constantes en el modelo Kelvin-Voig; en el

modelo de Maxwell los parámetros se incrementan un 5% en su viscosidad,

mientras que en la rigidez hay un incremento del 9% y hasta en un 200% en el

poliuretano, esto sucede para los dos volúmenes analizados.

De la diferencia de resultados experimentales cuasi-estáticos y numéricos, se

registraron los valores de RMS o media cuadrática, con los cuales se observaron

errores de un 4% comprendidos en los diferentes materiales, además de que fueron

muy cercanos a cero, mismos datos son aceptables dentro del sistema.

Dinámicamente el comportamiento del material es el siguiente: de forma teórica, se

calculó la energía disipada; en el espécimen uno fue de 27%, el silicón de 30% y el

poliuretano con un 38%, con lo que se observó que el error con los datos

experimentales sigue siendo manejable. El decremento logarítmico obtenido

teóricamente apunta que el mejor material en amortiguar las oscilaciones es el

Silicón- Neopreno, esto confirma que la metodología implementada en esta

investigación es satisfactoria para análisis similares

Master thesis

INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA polímeros elastómeros Runge Kutta silicón neopreno poliuretano Kelvin-Voig modelo de Maxwell