Abstract

Este artículo describe el desarrollo de una metodología de simulación FEM para predecir el comportamiento de un panel compuesto con matriz termoplástica y fibras de carbono en pruebas de fuego. El panel tiene un soporte de metal en su centro a cuál se aplica simultáneamente una carga monotónica mecánica al inicio del ensayo de fuego. La herramienta tiene como objetivo capturar los fenómenos más relevantes involucrados en este complejo problema y centrarse en predecir el tiempo de desprendimiento del soporte bajo la carga aplicada, que es el resultado más relevante de dicha prueba de fuego. En el problema, muchos diferentes fenómenos físicos están involucrados. Para considerar los más relevantes, se ha seleccionado un FEM termomecánico acoplado y, dentro de él, un análisis de fluencia transitoria. Las partes más relevantes de la simulación son los supuestos del modelo térmico, el modelo constitutivo mecánico del material, la dependencia de la temperatura de las propiedades térmicas y mecánicas y la selección de un criterio de fallo consistente. Durante el desarrollo de la metodología de simulación se han tomado precauciones para identificar un conjunto de parámetros que conforman los ajustes disponibles. Seleccionando un conjunto de valores para estos parámetros, se puede simular un caso de prueba concreto. Manteniendo los valores de estos parámetros sin cambios, la metodología puede predecir casos similares en lugar de probar estos casos físicamente en ensayos de fuego. Este artículo se centra en el desarrollo de herramientas de simulación. Por el momento solo se han realizado tareas iniciales de correlación y validación. Se espera completar y mejorar esta investigación en el futuro aumentando la validez de la simulación, p.ej. incluyendo cargas de tracción y/o ángulos/distancias de llama. En el documento también se proporciona una idea de las posibles simplificaciones y mejoras de las herramientas.