Tesis doctoral de José Ignacio Rojas Gregorio
La comprensión del comportamiento visco-elástico de los metales es de gran interés ya que estos están sometidos a cargas dinámicas en la mayoría de sus aplicaciones estructurales, y también porque posibilita un conocimiento más profundo de varias propiedades esenciales tecnológicamente, como el amortiguamiento mecánico y el límite elástico. Así, la investigación en este campo es necesaria no sólo porque puede conducir hacia nuevas aplicaciones potenciales de los metales, sino también porque la capacidad de predecir el comportamiento en fatiga de los mismos puede verse ampliamente mejorada. De hecho, la fatiga de los metales es consecuencia de efectos microestructurales inducidos en el material bajo cargas dinámicas, y el comportamiento visco-elástico está también íntimamente relacionado con la microestructura. Así, la caracterización de la respuesta visco-elástica de un material ofrece un método alternativo para analizar su microestructura y, en último término, su respuesta en fatiga. este trabajo tiene por objetivos la identificación, caracterización y modelización de los efectos de la temperatura, la frecuencia de excitación y la microestructura/transformaciones de fase en el comportamiento visco-elástico de las aleaciones de aluminio aa 7075-t6 y aa 2024-t3, y de aluminio puro en estado h24. Se aborda también la identificación de los procesos de relajación mecánicos que tienen lugar en estos materiales y la identificación de la relación entre el comportamiento visco-elástico de aa 7075-t6 y 2024-t3 y su respuesta en fatiga. Finalmente, se intentará investigar posibles influencias de la frecuencia de la carga dinámica en la fatiga, y en especial la existencia de una frecuencia umbral que marque la transición desde una respuesta cuasi-estática del material hacia la aparición de problemas de fatiga. aa 7075-t6 y aa 2024-t3 fueron seleccionadas porque son representantes clave de sus importantes fami lias de aleaciones, y son altamente adecuadas para un gran número de aplicaciones en los sectores aeroespacial y del transporte. el aluminio puro fue seleccionado para este estudio por su interés inherente, y para realizar comparaciones y discutir algunos de los fenómenos observados en las aleaciones. para cumplir los objetivos, el comportamiento visco-elástico de los materiales fue medido experimentalmente con un dynamic-mechanical analyser (dma). Los resultados se combinaron con microscopía electrónica y calorimetría. Se propuso un modelo analítico que ajusta la componente real del módulo elástico dinámico (el storage modulus) hasta 300 ºc. El modelo toma en consideración los efectos de la temperatura, la frecuencia de la carga dinámica y la concentración de ciertos precipitados para el caso de las aleaciones. Esto permitió testear modelos propuestos para las velocidades de reacción de las transformaciones microestructurales asociadas, determinar sus parámetros cinéticos y caracterizar su influencia en el comportamiento visco-elástico, demostrando que el dma es una buena herramienta para estudiar la microestructura del material, la cinética de las transformaciones de fase y la influencia de las transformaciones en las propiedades visco-elásticas de los materiales.
Datos académicos de la tesis doctoral «Microstructural characterization & viscoelastic properties of alznmg & alcumg alloys«
- Título de la tesis: Microstructural characterization & viscoelastic properties of alznmg & alcumg alloys
- Autor: José Ignacio Rojas Gregorio
- Universidad: Politécnica de catalunya
- Fecha de lectura de la tesis: 11/01/2012
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Daniel Crespo Artiaga
- Tribunal
- Presidente del tribunal: Juan josé Suñol martínez
- marina lorena Galano (vocal)
- (vocal)
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