| Revista: | Nova scientia |
| Base de datos: | PERIÓDICA |
| Número de sistema: | 000386986 |
| ISSN: | 2007-0705 |
| Autores: | Hernández Cabanas, H1 Otero, José A2 Monsivais, Guillermo3 Rodríguez Ramos, Reinaldo4 |
| Instituciones: | 1Instituto de Cibernética, Matemática y Física, La Habana. Cuba 2Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, Campus Estado de México, Lago de Guadalupe, Estado de México. México 3Universidad Autónoma del Estado de Morelos, Instituto de Física, Cuernavaca, Morelos. México 4Universidad de La Habana, Facultad de Matemática y Computación, La Habana. Cuba |
| Año: | 2015 |
| Periodo: | Oct |
| Volumen: | 7 |
| Número: | 14 |
| Paginación: | 286-313 |
| País: | México |
| Idioma: | Español |
| Tipo de documento: | Artículo |
| Enfoque: | Experimental, aplicado |
| Resumen en español | Los materiales compuestos son de vital importancia para el ser humano desde sus primeros tiempos, en la actualidad el empleo de estos materiales ha proliferado en la industria debido a la presencia de propiedades físicas que no están presentes en ninguno de sus componentes. El hecho de conocer previamente las propiedades de los materiales compuestos es unos de los problemas a los que se enfrenta la ciencia. Los métodos de homogeneización se emplean para calcular las propiedades efectivas de materiales compuestos. En el presente trabajo se plantea la formulación del método de homogeneización asintótica para compuestos tridimensionales y la transformación de los problemas locales a partir de las simetrías presentes en un compuesto de inclusiones elipsoidales periódicas. Se formula la resolución de los problemas locales por el método de elementos finitos utilizando elementos tetraédricos de cuatro nodos en la discretización del problema. Se realizan los cálculos numéricos para la obtención de los coeficientes efectivos en un material de inclusiones elipsoidales periódicas de aluminio embebidas en una matriz. La matriz es a su vez un compuesto del mismo aluminio con inclusiones esféricas de carburo de silicio con distribución cuadrada. Se muestran algunos de los resultados obtenidos para este compuesto variando la fracción volumétrica de aluminio para distintas razones de aspecto de las inclusiones elipsoidales. Se observa que en el caso de constituyentes isotrópicos, con una geometría del compuesto que presente una dirección predominante, el material resultante pierde esta propiedad |
| Resumen en inglés | Composites are vital to humans since the earliest time; today the use of these materials has proliferated in the industry due to the presence of physical properties not present in any of its components separately. One of the problems facing modern science is previously know the composites properties. Homogenization methods are used to calculate the effective properties of composite materials. In this paper the formulation of asymptotic homogenization method for three-dimensional composites and transformation of local problems from the symmetries present in a composite with periodical ellipsoidal inclusions are presented. The local problems resolution is formulated by finite element method using four-node tetrahedral elements in the problem's discretization. Numerical calculations for obtaining the effective coefficients in material with periodical ellipsoidal aluminum inclusions embedded in a matrix are made. The matrix is a composite of periodical esferical silicon carbide inclusions in an aluminum matrix. Some obtained results for this composite by varying the volume fraction of silicon carbide for different aspect ratios of the ellipsoidal inclusions are shown. It is observed that in the case of isotropic constituents, with a composite's geometry having a predominant direction, the resulting material loses isotropic property |
| Disciplinas: | Ingeniería |
| Palabras clave: | Ingeniería de materiales, Materiales compuestos, Homogeneización, Método de elementos finitos, Propiedades efectivas |
| Keyword: | Engineering, Materials engineering, Composites, Homogeneization, Finite element method, Effective properties |
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