Análisis experimental de creep a tensión de un material viscoelástico en un fractal determinístico

Abstract

RESUMEN: En el presente trabajo se realizó un estudio acerca de la respuesta ante creep a tensión de un material viscoelástico, específicamente de la resina fotopolimérica de la marca Resione®, modelo F69®, con la peculiaridad de la introducción de un patrón fractal en las probetas experimentales empleadas, debido a que los pol´ımeros son uno de los materiales m´as empleados en la actualidad para manufactura por lo que resulta de importancia poder predecir su comportamiento ante ciertos fen´omenos tales como el creep, y los fractales se han ido convirtiendo en una forma alternativa de realizar diversos an´alisis tales como los de esfuerzos y deformaciones, sin embargo esta rama de estudio a´un se encuentra en desarrollo por lo que no hay suficientes estudios e informaci ´on al respecto. Durante el desarrollo del mismo se realizaron diversos ensayos experimentales para determinar sus propiedades mec´anicas tales como su m´odulo el´astico y su resistencia a la tensi´on, as´ı como se mencion´o con anterioridad su respuesta ante el fen´omeno de creep a tensi´on. Para ello se emplearon tres tipos de probetas experimentales, uno empleado para los ensayos de tensi´on basado en la norma ASTM D638, otro incluyendo el patr´on fractal que para motivos del presente trabajo fue la Carpeta de Sierpinski en su tercera iteraci´on y por ´ultimo probetas s´olidas (de material en crudo). Para la medici´on de las deformaciones causadas por el fen´omeno de creep se emple´o la t´ecnica experimental de Correlaci´on Digital de Im´agenes, o por sus siglas en ingl´es “DIC”, y posteriormente se analiz´o el tipo de respuesta/comportamiento que present´o el material en cuesti´on obteniendo las gr´aficas tanto de creep como de creep compliance del mismo. ABSTRACT: In this thesis a study about the response of a viscoelastic material, specifically the photopolymer resin Resione®, model F69®, to creep was carried out, with the peculiarity of introducing a fractal pattern to the experimental specimens used, this was done due to the fact that polymers are one of the most used materials for manufacturing and it is important to be able to predict its response to some phenomena like creep itself, and as fractals have been turning into an altenative way to analyze stress and strain, but this theory still in development so there are not enough studies and information about them. During the development of this thesis several experimental tests where carried out in order to determine the mechanical properties of the material such as elastic modulus and tensile strength of the material, as well as its response to tensile creep phenomena. For this purpouse three types of experimental specimens where used, one based on the standard ASTM D638 for tensile properties, another one including the fractal pattern being the Sierpinski’s Carpet for purpouse of this thesis, and the last one being the raw material itself. For measuring the strains generated by the creep phenomena an experimental technic called ”Digital Image Correlation (DIC)”was used, and then the response generated by the material where analized using the creep and creep compliance graphs obtained from the experimental tests.