Optimización - MSR del material compuesto de matriz epoxi reforzado con fibra natural Chambira (Astrocaryum) y sintética (vidrio) mediante infusión de resina al vacío y su incidencia en las propiedades mecánicas
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Date
2023-03
Authors
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Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica, Carrera de Ingeniería Mecánica
Abstract
The present experimental work seeks to determine the optimization of the mechanical
properties of the compound developed by means of an Epoxy resin matrix (Aeropoxy),
reinforced with two layers of natural chambira fiber (Astrocaryum) and a synthetic
glass fiber (Fiber Glass HexForce 7788), using the vacuum resin infusion method,
subjected to curing of the specimens to finally fragment them through laser cutting.
Applying the Response Surfaces Methodology, the Minitab statistical analysis
software was used in which the mechanical properties of the composite material were
analyzed, using the Box-Behnken design in which we entered 3 input factors with 3
levels each: Orientation 1 (-45.0.45) degrees, Orientation 2 (-45.0.45) degrees and the
temperature (60,90,120) degrees Celsius. In the design, the total number of samples to
be obtained was indicated and later the respective treatments were carried out to
execute the destructive mechanical tests of each case. These results were validated by
complying with the parametric assumptions specified in the design.
Through the ANOVA analysis of variance, the global analysis was determined with
the best combination of the mechanical properties that interact in the process, which
gave us values for orientation 1 of 23.18 degrees, orientation 2 of -10.45 degrees and
a temperature of 60 degrees Celsius, also in the global optimization a desirability of
0.5173 was obtained.
Description
El presente trabajo experimental busca determinar la optimización de las propiedades
mecánicas del compuesto desarrollado por medio de una matriz de resina Epoxi
(Aeropoxy), reforzado con dos capas de fibra natural de chambira (Astrocaryum) y
una de fibra sintética de vidrio (Fiber Glass HexForce 7788), mediante el método de
infusión de resina al vacío, sometido a un curado de las probetas para finalmente
fragmentarlas a través de corte laser.
Aplicando la Metodología de Superficies de Respuesta, se utilizó el software de
análisis estadístico Minitab en el que se analizó las propiedades mecánicas del material
compuesto, empleando el diseño de Box- Behnken en el que ingresamos 3 factores de
entrada con 3 niveles cada uno: Orientación 1 (-45,0,45) grados, Orientación 2 (-
45,0,45) grados y la temperatura (60,90,120) grados centígrados. En el diseño se indicó
el total de muestras a obtener y posteriormente se realizaron los respectivos
tratamientos para ejecutar los ensayos mecánicos destructivos de cada caso, estos
resultados se validaron mediante el cumplimiento de los supuestos paramétricos
especificados en el diseño.
Por medio del análisis de varianza ANOVA se determinó el análisis global con la
mejor combinación de las propiedades mecánicas que interactúan en el proceso, el cual
nos dio valores para la orientación 1 de 23,18 grados, orientación 2 de -10,45 grados
y a una temperatura de 60 grados centígrados, además en la optimización global se
obtuvo una deseabilidad de 0.5173.
Keywords
ASTROCARYUM, DEFLEXIÓN, ELONGACIÓN, MSR, CHAMBIRA, FIBRA NATURAL