Fabricación y caracterización experimental de paneles tipo sándwich ultralivianos mediante impresión 3D
Professor Advisor
dc.contributor.advisor
Meruane Naranjo, Viviana Isabel
Author
dc.contributor.author
Flores González, Juan Felipe
Associate professor
dc.contributor.other
Fernández Urrutia, Rubén
Associate professor
dc.contributor.other
Ruiz García, Rafael Omar
Admission date
dc.date.accessioned
2023-06-29T14:42:15Z
Available date
dc.date.available
2023-06-29T14:42:15Z
Publication date
dc.date.issued
2023
Identifier
dc.identifier.uri
https://repositorio.uchile.cl/handle/2250/194527
Abstract
dc.description.abstract
El término metamaterial se reserva para materiales, usualmente creados artificialmen-
te, que presentan propiedades especiales en base a su estructura y geometría y no solo su
composición. Dentro de la rama de metamateriales y debido a las interesantes propiedades
mecánicas que presenta, existe un tipo que es interesante estudiar: los paneles sándwich. De-
bido a su bajo peso combinado con una alta rigidez y resistencia, en la actualidad los paneles
sándwich pueden verse en aplicaciones automovilísticas, aeronáuticas e incluso aeroespaciales.
Los paneles sándwich consisten en una estructura compuesta de dos placas planas, entre
estas se ubica un núcleo que puede ser a su vez un metamaterial. Una propiedad destacable
en estos metamateriales es su posible capacidad de aislar vibraciones dentro de un rango de
frecuencia determinado, entre otros factores, por la geometría del núcleo, propiedad denomi-
nada band gap fonónico. Esta característica tiene un gran potencial de aplicación en áreas
de la ingeniería estructural donde se desea evitar la propagación de vibraciones desde una es-
tructura a otra tal como pueden ser estudios de grabación, fuselajes de aviones o estructuras
que posean un elemento rotatorio en general.
Este trabajo tiene como objetivo general evaluar un modelo teórico que predice la pre-
sencia y características de un band gap dependiendo de la estructura del panel sándwich. Se
realizará comparando los modos de vibración obtenidos del modelo con modos obtenidos ex-
perimentalmente mediante la fabricación de un panel prototipo usando impresión por resina.
Primero se debe caracterizar mecánicamente la resina, en especifico su modulo de elasti-
cidad y densidad. Con estas propiedades se genera una base de datos, esta posee diferentes
combinaciones de parámetros que definen un panel sándwich para luego elegir una de es-
tas combinaciones; de forma paralela se encuentra una configuración de impresión que logre
imprimir un panel sin fallas y fácil de posprocesar. Posterior a la manufactura del panel se
realiza una prueba de excitación por martillo modal para obtener las frecuencias y formas
modales, luego estas son comparadas con las frecuencias teóricas, después de esto, se realiza
una variación en el modelo de elementos finitos del panel con el fin de acercarlo lo más posible
al modelo experimental.
De los resultados obtenidos se concluye que el modelo no es capaz de predecir los modos
de vibración del panel sándwich fabricado dentro de un rango de error razonable.
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Patrocinador
dc.description.sponsorship
Optimal Design of Ultralight Sandwich Panels with Cellular Truss Cores and Large Phononic Band Gaps FONDECYT 1210442
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dc.language.iso
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Publisher
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Universidad de Chile
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Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States