Publicación: Evaluación del comportamiento a flexión de tubos estructurales de acero reforzados con cintas pre-impregnadas de CFRP para aplicaciones vehiculares
Fecha
2024-10-22
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Editor
Universidad Nacional de Educación a Distancia (España), Universidad de Concepción - Chile. Departamento de Ingeniería Mecánica
Resumen
Uno de los objetivos de la industria vehicular es mejorar la eficiencia energética y reducir el consumo de combustible. Basándose en ese principio, los vehículos deben ser confortables, estables, ligeros, pero sin descuidar la seguridad que brinda a los pasajeros en caso de accidentes y colisiones. Frente a una colisión inesperada, los elementos estructurales deben ser capaces de disipar la energía del impacto en forma de deformación plástica. Una alternativa de mejorar la capacidad de disipación de energía, y por consiguiente, la seguridad del vehículo, es mediante el refuerzo de los elementos estructurales empleando polímeros reforzados con fibra de carbono (CFRP) superficial y localmente. En este estudio, se explora esta alternativa de refuerzo en tubos de acero estructural empleados comúnmente en estructuras de protección de vuelco. Se considera como refuerzo cintas pre-impregnadas de CFRP disponibles comercialmente, y se evalúa su influencia en la resistencia y peso de la estructura, a través de ensayos de flexión de tres puntos. Los resultados muestran una notable mejora en la resistencia y en la energía de deformación plástica para una serie de configuraciones geométricas distintas de refuerzos, los cuales pueden aplicarse tanto en diseños nuevos como en estructuras existentes.
One of the objectives of the vehicle industry is to improve energy efficiency and reduce fuel consumption. Based on this principle, vehicles must be comfortable, stable, light, but without neglecting the safety they provide to passengers in the event of accidents and collisions. In the event of an unexpected collision, the structural elements must be capable of dissipating the impact energy in the form of plastic deformation. An alternative to improve the energy dissipation capacity, and consequently, the safety of the vehicle, is by reinforcing the structural elements using carbon fiber reinforced polymers (CFRP) superficially and locally. In this study, this reinforcement alternative is explored in structural steel tubes commonly used in rollover protection structures. Commercially available CFRP pre-impregnated tapes are considered as reinforcement, and their influence on the strength and weight of the structure is evaluated through three-point bending tests. The results show a notable improvement in strength and plastic deformation energy for a series of different geometric configurations of reinforcements, which can be applied in both new designs and existing structures.
One of the objectives of the vehicle industry is to improve energy efficiency and reduce fuel consumption. Based on this principle, vehicles must be comfortable, stable, light, but without neglecting the safety they provide to passengers in the event of accidents and collisions. In the event of an unexpected collision, the structural elements must be capable of dissipating the impact energy in the form of plastic deformation. An alternative to improve the energy dissipation capacity, and consequently, the safety of the vehicle, is by reinforcing the structural elements using carbon fiber reinforced polymers (CFRP) superficially and locally. In this study, this reinforcement alternative is explored in structural steel tubes commonly used in rollover protection structures. Commercially available CFRP pre-impregnated tapes are considered as reinforcement, and their influence on the strength and weight of the structure is evaluated through three-point bending tests. The results show a notable improvement in strength and plastic deformation energy for a series of different geometric configurations of reinforcements, which can be applied in both new designs and existing structures.
Descripción
Organizado y patrocinado por: Federación iberoamericana de Ingeniería Mecánica y 'Universidad de Concepción - Chile. Departamento de Mecánica', FeIbIm – FeIbEM
Categorías UNESCO
Palabras clave
Elementos estructurales, refuerzos, fibra de carbono, absorción de energía, Structural elements, reinforcements, carbon fiber, collisions, energy absorption
Citación
-
Centro
E.T.S. de Ingenieros Industriales
Departamento
Mecánica