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Julio de 2018

Resortes plásticos para la industria automotriz

A través de un proyecto de la Ford y el IKV se estableció un modelo de resortes plásticos reforzados con fibra (FRP) adecuados para el sector automotor.

El proyecto ‘Materiales Compuestos para Componentes del Chasis’ coordinado por el centro de investigación de Ford y el Institute of Plastics Processing, IKV, tuvo como objetivo observar el comportamiento de falla a fatiga de resortes de plástico reforzado con fibra de vidrio para posteriormente establecer un modelo predictivo confiable que permita la producción a gran escala de estos resortes para la industria automotriz.

Las demandas crecientes de valores bajos de emisión, seguridad y comodidad en el sector automotriz, hace necesario el aligeramiento del vehículo. Para esto, los plásticos reforzados con fibra (FRP), son adecuados para construcciones estructurales ligeras, ya que brindan no solo buenas propiedades de peso específico sino otras ventajas adicionales sobre las piezas metálicas usadas hasta ahora: Resistencia a la corrosión y comportamiento superior a fatiga.

Al mismo tiempo, ofrecen mayor capacidad de amortiguamiento y están predestinados para usarse como elemento resorte. De acuerdo a la versatilidad que se tiene para orientar las fibras en la dirección de la carga en servicio, un resorte individual puede lograr ahorros de masa de hasta el 80% en comparación con los resortes de acero. A pesar de todo, hay grandes incertidumbres en la predicción de la vida útil de los resortes de FRP y por esto no han sido puestos aún en la línea de producción. La gran variedad de modos de fractura y la gran dispersión típica del material en los resultados de prueba bajo cargas cíclicas, hacen a la estimación confiable de la vida de servicio casi imposible.

Finalmente, a través de la implementación y desarrollo avanzado de modelos fenomenológicos para empleo en métodos de elementos finitos (FE), se logró la transferibilidad del nivel de material al nivel de componente sin que cada ciclo de carga deba ser calculado individualmente. Las descripciones analíticas y numéricas del curso del daño y la falla proporcionaron nuevas posibilidades para acortar las pruebas de componentes reales. En Ford, se debe especificar un colectivo de carga que genere el mismo desarrollo del daño que una curva de carga real y que requiera solo un mínimo de la duración de la prueba.


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