Caracterización dinámica vibratoria experimental de compuestos reforzados con fibra natural de fique

• Sergio Andrés Gómez Suárez ^[1] ; Bladimir Azdrubal Ramón Valencia ^[2] ; Alfonso Santos Jaimes ^[1]
  1. [1] Universidad Pontificia Bolivariana

     Universidad Pontificia Bolivariana

     Colombia

     
  2. [2] Universidad de Pamplona

     Universidad de Pamplona

     Colombia

     
• Localización: Ingeniare: Revista Chilena de Ingeniería, ISSN-e 0718-3305, ISSN 0718-3291, Vol. 28, Nº. 2, 2020, págs. 304-314
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Experimental dynamic characterization of composites reinforced with natural fiber of fique
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• Resumen
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    Los materiales biocompuestos reforzados con fibras naturales juegan un papel importante en estos días para el desarrollo de nuevos productos debido a que ofrecen buenas características mecánicas, reduciendo el impacto ecológico negativo a la hora de su desecho. Su uso en aplicaciones dinámicas aun es limitado, ya que no hay suficientes estudios donde se caractericen sus comportamientos en estos ambientes. Usualmente se aplica el ensayo dinámico mecánico DMA para conocer las propiedades térmicas - mecánicas de este tipo de materiales sin embargo esta técnica no brinda información de los parámetros modales como lo son las diversas frecuencias de vibración en la que el mismo entraría en resonancia. Para obtener estas propiedades se debe realizar un análisis modal. Por tal motivo en este trabajo se realizó una caracterización dinámica vibratoria por medio de análisis modal experimental a biocompuestos reforzados con fibras de fique evaluando el impacto en los parámetros modales debido al contenido de la fibra natural lo cual permitió evidenciar cómo se comporta los biocompuestos de fique a cargas vibratorias, ya que no se cuenta con evidencia de estudios anteriores de esta clase a biocompuestos con este tipo de fibra natural, y en que posibles aplicaciones podrían utilizarse. Los biocompuestos fueron elaborados con diferentes capas de fibra natural de fique en distribución aleatoria y una resina poliéster mediante la técnica de manufactura de infusión en vacío. El análisis modal experimental se realizó obteniendo la medición de la respuesta en frecuencia (FRF) según Norma ISO 7626-2 excitación con shaker. Los resultados obtenidos evidencian un incremento en la frecuencia natural de los biocompuestos a medida que se le incorpora más cantidad de fibra natural presentando adicionalmente un alto amortiguamiento y modos flectores de vibración, así como una posible aplicación como aislantes de vibración y sonido.

  • English

    The biocomposite materials reinforced with natural fibers play an important role these days for the development of new products. They offer good mechanical characteristics, reducing the negative ecological impact at the time of their disposal. Its use in dynamic applications is still limited since there are not enough studies where its behavior is characterized in these environments. DMA mechanical dynamic test is usually applied to know thermal-mechanical properties of this type of materials. However this technique does not provide information on the modal parameters of the materials, as are the different vibration frequencies in which it would come into resonance. To obtain these properties, a modal analysis must be performed. Therefore, in this work a dynamic vibratory characterization was made through experimental modal analysis to biocomposites reinforced with fique fibers, evaluating the impact in the modal parameters due to the natural fiber content, which allowed recognizing how the biocomposites behave due to vibratory loads since there is no evidence of previous studies of this kind to biocomposites with this type of natural fiber and in which possible applications could be used. The biocomposites were made with different layers of natural fiber from fique in random distribution and polyester resin using the technique of vacuum infusion manufacturing. The experimental modal analysis was performed obtaining the frequency response function (FRF) according to ISO 7626-2 excitation with a shaker. The results obtained show an increase in the natural frequency of the biocomposites as more natural fiber is incorporated, presenting a high damping and bending modes of vibration as well as a possible application as vibration and sound insulators.