Caracterización de materiales compuestos a base de fibras naturales de cabuya y caña de azúcar con resina epoxi: análisis comparativo de propiedades mecánicas

Abstract

En los últimos años la investigación de materiales compuestos ha logrado mayor interés en la indagación de nuevos materiales y en el desarrollo de aplicaciones ingenieriles. Esta investigación se centró en caracterizar materiales compuestos a base de resina epoxi reforzados con fibra de cabuya comparado con la misma resina reforzada con fibra de caña de azúcar mediante ensayos experimentales basados en normas ASTM para materiales compuestos y a través del método de elementos finitos FEM de tipo dinámico transitorio no lineal y explícito. Se determinó que el material M01 (fibra de cabuya con resina epoxi) y configuración C02 (matriz 60% - refuerzo 40%) presenta mejores propiedades mecánicas de acuerdo con los resultados experimentales y el análisis FEM, basado en un análisis estadístico se determina que las mejores características mecánicas se definen por el tipo de material y no por las configuraciones. El comportamiento de las fibras y adherencia entre la matriz y materiales de refuerzo se analizó mediante un estudio fractográfico de las probetas después de ensayarlas. El análisis comparativo de los resultados FEM respecto a los experimentales mostraron un error menor al 1% para el esfuerzo máximo de tracción y menor al 10% para el esfuerzo y la fuerza máxima aplicada en flexión, validando y garantizando su uso en aplicaciones CAE con un modelo matemático acorde a los criterios metodológicos apoyados en la fundamentación teórica.