Modelo para el Análisis del Comportamiento Mecánico de Materiales Compuestos de Matriz Elastomérica Reforzada

Abstract

En este trabajo se presenta un modelo adecuado para el análisis del comportamiento mecánico de compuestos constituidos por matriz elastomérica reforzada con láminas metálicas utilizando una cinemática en grandes deformaciones. La fase elastomérica se analiza con un modelo
constitutivo hiperelástico en el que se trata de manera diferenciada la parte volumétrica y la desviadora del gradiente de deformaciones. En cuanto a la implementación numérica se utiliza una formulación de elementos finitos multicampos desplazamiento-presión. Para la simulación del comportamiento del compuesto se propone una extensión de la teoría de mezclas generalizada en grandes deformaciones
que considera la evolución de las propiedades mecánicas de las fases componentes. La verificación de la formulación presentada se realiza mediante ejemplos de aplicación, en dos etapas. En la primera etapa se simula numéricamente el comportamiento de un bloque de elastómero a tracción y a corte a fin de comprobar la eficacia del modelo constitutivo adoptado y su implementación computacional. En la segunda etapa se analiza un dispositivo de apoyo de caucho laminado constituido por varias capas de elastómero y acero. En esta etapa el dispositivo se analiza, por un lado, mediante micromodelos, discretizando cada fase componente y, por otro lado, mediante macromodelos utilizando la extensión
de la teoría de mezclas. En todos los casos se comparan los valores numéricos obtenidos con resultados experimentales observándose una buena concordancia.