Análisis Por Medio De Elementos Finitos Del Recubrimiento Protector En Recipientes De Presión De Materiales Compuestos.

Abstract

El presente trabajo es una aplicación práctica del Método de Elementos Finitos, en el que se
estudia el comportamiento mecánico del Recubrimiento Protector aplicado a cilindros con Plástico
Reforzados con Fibra de Vidrio (PRFV) para proteger a la fibra de vidrio de la corrosión ácida. Estos
tipos de recipientes, tienen aplicaciones en “tanques de cohetes”, “cilindros de GNC”, “recipientes
aeronáuticos”, etc. El estudio se inicia con un relevamiento experimental sobre un cilindro de GNC
con PRFV, para determinar su geometría, y observar la cantidad y espaciamiento entre las grietas en el
material compuesto. Posteriormente se realiza una simulación numérica de dicho cilindro para
determinar la deformación sobre el mismo al ser presurizado. Como primer resultado del análisis, se
puede determinar cuantitativamente la separación entre las caras de las grietas, al presurizarse el
cilindro, considerando de forma conservativa, que dicha deformación calculada numéricamente, se
reparte entre todas las aperturas de las grietas que fueron observadas en el estudio experimental previo
de una muestra. Por último y a partir de los resultados precedentes, se realiza un modelo numérico de
la capa del recubrimiento protector solamente, a fin de corroborar sus características mecánicas y
geométricas, a fin de resistir localizadamente la separación que se produce entre las caras internas de
una grieta cuando el cilindro se expande al presurizarse. Se ha utilizado el software
ABAQUS/Standard v6.5, en ambos modelos de elementos finitos. El modelo del cilindro es
axilsimétrico con plano de simetría longitudinal y formulación de elementos de “integración
reducida”. Se considera ortótropo al material compuesto y plasticidad en el acero. El modelo del
recubrimiento se considera material elástico, con deformaciones no lineales, y formulación de
elemento de “modo incompatible”.