El estudio muestra la existencia de tres estados en el comportamiento en fatiga de la poliamida reforzada con fibra de vidrio corta su rotura.En el estado I se genera deformación por fluencia transitoria, lo que conlleva disipación de energía en el material que aumenta su temperatura. Si el incremento térmico se estabiliza el materialsoporta un número ilimitado de ciclos. Si aumenta la temperatura, la deformación del material alcanza un valor para el que se produce la transición al estado II.En el estado II el material se deforma a velocidad constante. Se inician fenómenos de crazing o pseudo-fisuración en el material, con cierta capacidad portante de carga. El proceso conduce a una inestabilidad final cuando la deformación del material alcanza el valor para el que sucede la transición al estado III.En el estado III se produce la inestabilidad local en el material que antecede a su rotura. Se debe a que el desarrollo de los crazes produce un crecimiento acelerado de la deformación del material y se obtiene su rotura tras un número de ciclos bajo. / The work shows the existence of three states in the fatigue behaviour of short fibre-glass reinforced polyamide up to the moment of failure. In the state I creep transient deformation processes are produced. If temperature, associated to the dynamic process, stabilises, the material is able to withstand an unlimited number of cycles. On the other hand, if temperature grows continuously the material takes a critical strain for which a transition to the state II is reached. This new state shows a constant material´s deformation rate and a homogeneous nucleation of crazing phenomena. The hysteresis energy per cycle grows in a constant way and the material´s temperature increases. These conditions lead to the final instability that starts when the material´s deformation reaches a new critical value for which a second transition to the state III takes place. Under these circumstances local instabilities precede material´s final fracture. This is due to the quantity of crazes and their sizes, which are important enough to origin high concentration of mechanical effects to produce a material´s accelerated growth deformation to obtain its fracture.

La tesis está dirigida a ingenieros y a investigadores, ambos relacionados con el problema de fatiga. En ella, se desarrolla un modelo general de fatiga para el análisis estadístico del campo de Wöhler, aplicable a cualquier tipo de historia de cargas. El modelo permite además la evaluación del daño acumulado para posterior predicción probabilística de la vida a fatiga de elementos mecánicos y estructurales. En la tesis se presenta la deducción del modelo basada en la consideración de una condición necesaria de compatibilidad en el campo S-N y consiguiente aplicación de la teoría de ecuaciones funcionales. A continuación, se discute el sentido físico de los parámetros resultantes así como sus restricciones y propiedades. Por último, se procede a una validación del modelo mediante un extenso programa experimental con amplitud constante para diferentes combinaciones de tensiones máxima y mínima. Asimismo se incluye una sinopsis de la tesis en español y un estado del arte relativo a los modelos relacionados con la fatiga de materiales. / This doctoral thesis is addressed to practical engineers and researchers, both related to fatigue materials problems. In it, doctoral thesis, a general fatigue model is developed for the statistical analysis of the Wöhler field for any type of loading histories. Additionally, the model allows a damage accumulation assessment to be performed for ulterior probabilistic prediction of the fatigue life of mechanical and structural elements. First of all, the derivation of the model is presented based on the consideration of the necessary condition of the compatibility condition in the S.N field followed by the application of the functional equations theory. The physical meaning of the resulting model parameters, the model restrictions and the model properties are also analyzed. Finally, a model validation is performed based on a large experimental program with constant amplitude tests. Furthermore, a synopsis in Spanish and a complete state of the art about fatigue of materials are presented

[EN] This PhD Thesis is aimed at widening and improving the existing knowledge on the relationships between structure and uni-axial compression mechanical properties of aluminium foams obtained by the melting route. Aluminium foams, like other cellular materials, show high specific stiffness and mechanical strength, and are able to absorb energy under compression loads by plastic collapse. They are fire resistant and more isotropic than honeycomb structures. These characteristics justify recent industrial and scientific interest on manufacture and applications of metal foams in crash protection systems for vehicles or in lightweight modular structures. Despite their potential advantages, existing foams still show limitations compared to other cellular materials due to high manufacturing costs, the difficulty to obtain higher and more reproducible mechanical properties and the limited knowledge on the stabilization mechanisms and on the control of the structure. Experimental work has been carried out on aluminium foams obtained by the melting route, stabilized with calcium and foamed by addition of TiH2. In contrast with other studies, the extent of the structural characterization has spread from microstructure to the global macro-structure of the foam, providing a more complete picture of the phenomena that control the structure and properties. Cellular structure has been analysed by original image analysis techniques, determining the main parameters of the foam: thicknesses, material distribution, cell sizes and preferential orientations. Macrostructural analysis allowed determining the existence of a systematic and reproducible density gradient in the vertical direction, associated with the increase of cell edge thickness due to gravitational drainage. The foam Al-Ca-Ti alloy has been analysed and characterized, identifying the intermetallics that play the role of stabilizing agents during foaming. As original contribution, tensile mechanical testing of the solid material has been performed. Mechanical strength and energy absorption have been evaluated by compression testing at room and high temperature. Structural anisotropy and density gradients allowed quantifying and justifying deviations in mechanical properties for samples with similar density, allocated in previous studies to random effects. Density gradients in foam panels influence as well the slope of the stress-strain curve in the plastic zone and as a consequence, the efficiency in energy absorption, generating a predictable and measurable scale effect. Strength values measured experimentally have been checked against Gibson and Ashby classic dimensional models, concluding that these cannot predict correctly the mechanical behavior of closed cell aluminium foams. As an alternative, optimized models incorporating the effect of material ratio in cell edges as a function of relative density have been proposed, allowing the correct prediction of strength and the potential effects of the foam relative density. As an original contribution for the analysis of the energy absorption properties, the use of "diagrams of energy absorption per unit of stress" is suggested, allowing the determination of the optimum design strength and strain values for impact protection in a quicker and easier way than previously existing procedures. Finally, FEM simulation has been carried out for the analysis of the effects of wall thickness dispersion and structural anisotropy on collapse stresses. / [ES] Esta tesis tiene como principal objetivo mejorar y ampliar el conocimiento existente sobre las relaciones entre la estructura de las espumas de aluminio de poro cerrado obtenidas por fusión y las propiedades mecánicas bajo cargas de compresión uniaxial. Las espumas de aluminio, como otros materiales celulares, presentan elevadas propiedades específicas de rigidez y resistencia mecánica, así como una elevada absorción de energía bajo cargas de compresión. Presentan mayor resistencia al fuego que las espumas poliméricas y un comportamiento más isótropo que las estructuras de tipo panal. Estas características justifican el reciente interés industrial y científico sobre tecnologías de obtención y sobre aplicaciones en sistemas de protección contra impacto en vehículos o en construcciones modulares ligeras. A pesar de sus ventajas potenciales, las espumas disponibles presentan todavía limitaciones frente a otros materiales celulares debido al alto coste de obtención, a la dificultad de obtener propiedades mecánicas más elevadas y reproducibles, y a las limitaciones del conocimiento existente sobre los mecanismos de estabilización y sobre el control de la estructura. El trabajo experimental se ha llevado a cabo sobre espumas de aluminio obtenidas por fusión, estabilizadas mediante adición de calcio y espumadas internamente mediante TiH2. Frente a otros trabajos, en esta Tesis el alcance de la caracterización estructural se ha extendido desde la microestructura a la macro-estructura global de la espuma, aportando una visión más completa de los fenómenos que controlan la estructura y las propiedades. La estructura celular ha sido analizada mediante técnicas originales de análisis de imagen, determinando los parámetros significativos: espesores, distribución del material, tamaños de celda y orientaciones preferentes. El análisis macroestructural ha permitido determinar la existencia de un gradiente sistemático y reproducible de densidad en sentido vertical, asociado al incremento de los espesores de bordes que genera el drenaje gravitacional. Se ha analizado y caracterizado la aleación Al-Ca-Ti que forma la espuma, identificando los intermetálicos que actúan como estabilizadores, y con carácter original, se han llevado a cabo ensayos de tracción del material sólido. La resistencia y la absorción de energía se han evaluado mediante ensayos de compresión a temperatura ambiente y a alta temperatura. La anisotropía estructural y los gradientes de densidad han permitido cuantificar y justificar las desviaciones en los valores de resistencia observados para muestras de similar densidad, que en otros trabajos se atribuyen a efectos aleatorios. La existencia de gradientes de densidad en los paneles afecta además a la pendiente de la curva tensión-deformación en la zona plástica y a la eficiencia en la absorción de energía, generando un efecto de escala que resulta predecible y cuantificable. Los valores de resistencia medidos experimentalmente se han contrastado frente a los modelos dimensionales clásicos propuestos por Gibson y Ashby, concluyendo que dichos modelos no predicen correctamente el comportamiento de las espumas de aluminio de poro cerrado. Como alternativa se proponen modelos optimizados que incorporan los efectos de la fracción de material en bordes sobre la densidad, y que permiten predecir correctamente tanto los niveles de resistencia como los efectos potenciales de la densidad relativa. Con carácter original, para el análisis de las propiedades de absorción de energía se propone el uso de "diagramas de absorción de energía específica por unidad de tensión", que permiten determinar el punto óptimo de utilización de las espumas de modo más rápido y eficiente que otros procedimientos ya disponibles. Finalmente, se ha llevado a cabo mediante simulación MEF un análisis de los efectos que la dispersión de espesores de paredes y la anisotropía t / [CAT] Aquesta tesi té com a principal objectiu millorar i ampliar el coneixement existent sobre les relacions entre l'estructura de les escumes d'alumini de porus tancat obtingudes per fusió i les propietats mecàniques sota càrregues de compressió uniaxial. Les escumes d'alumini, com altres materials cel·lulars, presenten elevades propietats específiques de rigidesa i resistència mecànica, així com una elevada absorció d'energia sota càrregues de compressió. Presenten major resistència al foc que les escumes polimèriques i un comportament més isòtrop que les estructures de niu d'abella. Aquestes característiques justifiquen el recent interès industrial i científic sobre tecnologies d'obtenció i sobre aplicacions en sistemes de protecció contra impacte en vehicles o en construccions modulars lleugeres. Malgrat els seus avantatges potencials, les escumes disponibles presenten encara limitacions enfront d'altres materials cel·lulars a causa de l'alt cost d'obtenció, a la dificultat d'obtenir propietats mecàniques més elevades i reproduïbles, i a les limitacions del coneixement existent sobre els mecanismes d'estabilització i sobre el control de l'estructura. El treball experimental s'ha dut a terme sobre escumes d'alumini obtingudes per fusió, estabilitzades mitjançant addició de calci i escumejades internament mitjançant TiH2. Enfront d'altres treballs, en aquesta Tesi l'abast de la caracterització estructural s'ha estès des de la microestructura a la macro-estructura global de l'escuma, aportant una visió més completa dels fenòmens que controlen l'estructura i les propietats. L'estructura cel·lular ha sigut analitzada mitjançant tècniques originals d'anàlisis d'imatge, determinant els paràmetres significatius: espessors, distribució del material, grandàries de cel·la i orientacions preferents. L'anàlisi macro-estructural ha permès determinar l'existència d'un gradient sistemàtic i reproduïble de densitat en sentit vertical, associat a l'increment dels espessors de vores que genera el drenatge gravitacional. S'ha analitzat i caracteritzat l'aliatge Al-Ca-Ti que forma l'escuma, identificant els intermetàl·lics que actuen com a estabilitzadors, i amb caràcter original, s'han dut a terme assajos de tracció del material sòlid. La resistència i l'absorció d'energia s'han avaluat mitjançant assajos de compressió a temperatura ambient i a alta temperatura. L'anisotropia estructural i els gradients de densitat han permès quantificar i justificar les desviacions en els valors de resistència observats per a mostres de similar densitat, que en altres treballs s'atribueixen a efectes aleatoris. L'existència de gradients de densitat en els panells afecta a més al pendent de la corba tensió-deformació en la zona plàstica i a l'eficiència en l'absorció d'energia, generant un efecte d'escala que resulta predictible i quantificable. Els valors de resistència mesurats experimentalment s'han contrastat enfront dels models dimensionals clàssics proposats per Gibson i Ashby, concloent que aquests models no prediuen correctament el comportament de les escumes d'alumini de porus tancat. Com a alternativa es proposen models optimitzats que incorporen els efectes de la fracció de material en vores sobre la densitat, i que permeten predir correctament tant els nivells de resistència com els efectes potencials de la densitat relativa. Amb caràcter original, per a l'anàlisi de les propietats d'absorció d'energia es proposa l'ús de "diagrames d'absorció d'energia específica per unitat de tensió", que permeten determinar el punt òptim d'utilització de les escumes de manera més ràpida i eficient que altres procediments ja disponibles. Finalment, s'han dut a terme mitjançant simulació MEF anàlisis dels efectes que la dispersió d'espessors de parets i l'anisotropia tenen sobre les tensions de col·lapse. / Cárcel González, B. (2016). Efectos de la estructura celular sobre el comportamiento mecánico de espumas de aluminio de poro cerrado obtenidas por fusión. Aplicación en absorbedores de energía [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/61298 / TESIS

[EN] The friction stir welding (FSW) is a joining process that uses a non-consumable tool generates frictional heat (without reaching the melting point) and plastic deformation in the weld line as it rotates and moves the tool, so that a welded joint is obtained in solid state. This technique is capable to join many engineering materials but was initially focused on high strength aluminum alloys (series 2XXX, 6XXX and 7XXX) due to two main approaches: because they are difficult to weld by conventional welding processes fusion for their applications in key sectors such as automotive, aviation, aerospace, shipbuilding and other manufacturing industries due to high strength/weight ratio. FSW parameters as rotational speed, welding speed, weld pitch ratio (WPR), tool profile, among others, are responsible for obtaining sound welds (flawless), of the microstructural changes, of the mechanical and technological properties of welded joints. Therefore, it is important to study the parameters-microstructure-property relationship to maintain the quality of welded joints. In this work we have studied the influence of some FSW processing parameters (rotation speed, welding speed, weld pitch ratio and joint configuration) on the microstructural changes, mechanical and technological properties to a rolling sheet of aluminum alloy AA6082-T6 of 5mm thick. For the four configurations obtained it has been characterized the microstructure with various techniques, such as optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), electron backscatter diffraction (EBSD) and differential scanning calorimetry (DSC) to identify major phases, dispersoids, second phases, dissolution, precipitation, and re-precipitation of phases, sub-structure, crystallographic texture, etc. in each welding zone and for each configuration. Also it has been obtained mechanical properties through microhardness tests, tensile and fatigue tests, and technological properties through accelerated corrosion tests. The results of the experiments indicate that it can to obtain sound welds, i.e. defect-free with different processing parameters, and they greatly influence in the microstructure and therefore on the mechanical and technological properties. Similarly, it found that it can get better mechanical properties (tensile strength and hardness) with a low weld pitch ratio (WPR [mm/rev]<2, "cold condition") and single-pass butt joint, while the best fatigue properties are obtained for high weld pitch ratio (WPR [mm/rev]>4 "hot condition") and single-pass butt joint. In comparison, the base metal has better mechanical properties and worse corrosion properties than the four configurations studied and in any case the double-pass butt joint never were one revulsive option to single-pass butt joint. / [ES] La soldadura por fricción-agitación (FSW) es proceso de unión que utiliza una herramienta no consumible que genera calor por fricción (sin llegar al punto de fusión) y deformación plástica en la línea de soldeo a medida que rota y avanza la herramienta, con lo que se obtiene una unión soldada en estado sólido. Esta técnica es capaz de unir muchos materiales de ingeniería pero se ha centrado inicialmente en las aleaciones de aluminio de alta resistencia (series 2XXX, 6XXX y 7XXX) debido a dos enfoques principales: porque son difíciles de soldar por procesos de soldadura por fusión convencionales y por sus aplicaciones en sectores claves como automoción, aeronáutico, aeroespacial, construcción naval y otras industrias de fabricación, debido a la alta relación resistencia/peso. Los parámetros de FSW como velocidad de rotación, velocidad de avance, relación de soldeo (WPR), perfil de la herramienta, entre otros, son responsables de la obtención de soldadas sanas (sin defectos), de las transformaciones microestructurales, de las propiedades mecánicas y tecnológicas de las uniones soldadas. Por lo tanto, es importante estudiar la relación parámetros-microestructura-propiedades para mantener la calidad de las juntas soldadas. En este trabajo se ha estudiado la influencia de algunos parámetros de procesado FSW (velocidad de avance, velocidad de rotación, relación de soldeo, configuración de junta) en las modificaciones microestructurales, propiedades mecánicas y tecnológicas para una chapa laminada de aleación de aluminio AA6082-T6 de 5 mm de espesor. Para las cuatro configuraciones obtenidas se han caracterizado a profundidad la microestructura con varias técnicas, tales como, microscopia óptica (MO), microscopía electrónica de barrido (MEB), microscopía electrónica de transmisión (MET), difracción de electrones retrodispersados (EBSD) y calorimetría diferencia de barrido (DSC) para identificar fases, dispersoides, segundas fases, disolución y precipitación de fases, sub-estructura, textura cristalográfica, etc., en cada zona de soldadura y para cada configuración. También se han obtenido las propiedades mecánicas a través de ensayos de microdureza, tracción y fatiga, y propiedades tecnológicas a través de ensayos de corrosión acelerada. Los resultados de la experimentación indican que se pueden obtener cordones sanos, es decir, libres de defectos con diferentes parámetros de procesado, y que éstos influyen en gran medida en la microestructura y por ende en las propiedades mecánicas y tecnológicas. Igualmente, encontramos que se pueden obtener mejores propiedades mecánicas de tracción y dureza para una relación de soldeo (WPR) con bajo aporte térmico y soldadura por una cara, mientras que las mejores propiedades a fatiga se obtienen para la configuración con alto aporte térmico y soldadura por una cara. En comparación, el metal base tiene mejores propiedades mecánicas y bajas propiedades a corrosión con respecto a las cuatro configuraciones estudiadas y, en ningún caso las soldaduras por ambas caras fueron una opción revulsiva de las soldaduras por una cara. / [CAT] La soldadura per fricció-agitació (FSW) és un procés d'unió que utilitza una eina noconsumible que genera calor per fricció (sense arribar al punt de fusió) i deformació plàstica en la línia de soldadura a mesura que gira i avança l'eina, amb el que s'obté una unió soldada en estat sòlid. Aquesta tècnica és capaç d'unir molts materials d'enginyeria però s'ha centrat inicialment en els aliatges d'alumini d'alta resistència (sèries 2xxx, 6xxx i 7XXX) a causa de dos enfocaments principals: perquè són difícils de soldar per processos de soldadura per fusió convencionals i per les seves aplicacions en sectors claus com automoció, aeronàutic, aeroespacial, construcció naval i altres indústries de fabricació, degut a l'alta relació resistència/pes. Els paràmetres de FSW com velocitat de rotació, velocitat d'avanç, relació de soldadura (WPR), perfil de l'eina, entre d'altres, són responsables de l'obtenció de soldadures sanes (sense defectes), de les transformacions microestructurals, de les propietats mecàniques i tecnològiques de les unions soldades. Per tant, és important estudiar la relació paràmetres-microestructura-propietats per mantenir la qualitat de les juntes soldades. En aquest treball s'ha estudiat la influència d'alguns paràmetres de processat FSW (velocitat d'avanç, velocitat de rotació, relació de soldadura, configuració de les juntes) en les modificacions microestructurals, propietats mecàniques i tecnològiques per a una xapa laminada d'aliatge d'alumini AA6082- T6 de 5 mm de gruix. Per a les quatre configuracions obtingudes s'han caracteritzat a profunditat la microestructura amb diverses tècniques, com ara, microscòpia òptica (MO), microscòpia electrònica de rastreig (MER), microscòpia electrònica de transmissió (MET), difracció d'electrons retrodispersats (EBSD) i calorimetria diferèncial d'escombrat (DSC) per identificar fases, dispersoides, segones fases, dissolució i precipitació de fases, sub-estructures, textura cristal-logràfica, etc., a cada zona de soldadura i per a cada configuració. També s'han obtingut les propietats mecàniques a través d'assajos de microduresa, tracció i fatiga, i propietats tecnològiques a través d'assaigs de corrosió accelerada. Els resultats de l'experimentació indiquen que es poden obtenir cordons sans, és a dir lliures de defectes, amb diferents paràmetres de processat, i que aquests influeixen en gran mesura en la microestructura i per tant en les propietats mecàniques i tecnològiques. Igualment, trobem que es poden obtindre millors propietats mecàniques de tracció i duresa per una relació de soldadura (WPR) amb baix contingut tèrmic i soldadura per una cara, mentre que les millors propietats a fatiga s'obtenen per a la configuració amb alta aportació tèrmica i soldadura per una cara. En comparació, el metall base té millors propietats mecàniques i baixes propietats a corrosió pel que fa a les quatre configuracions estudiades i, en cap cas les soldadures per ambdues cares van ser una opció revulsiva de les soldadures. / Martínez Díaz, E. (2016). INVESTIGACIÓN DE LAS MODIFICACIONES MICROESTRUCTURALES Y PROPIEDADES MECÁNICAS EN UNA ALEACIÓN DE ALUMINIO AA6082-T6 SOLDADA CON LA TÉCNICA DE FRICCIÓN-AGITACIÓN (FSW) [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/62161 / TESIS

[EN] The research represented by this thesis deals with bisphenol-A epoxy vinyl ester resin (VEBA) composite materials reinforced with E-fiberglass fabric of medium weight (450 g/m2) and quasi-orthotropic 0-90°/±45° configuration. The increasing use of vinyl ester resin is due to the advantageous combination of their physical, chemical and mechanical characteristics, which makes it economic and competitive in certain technological applications traditionally reserved for epoxy resins. The use of glass fiber reinforcements extends its applicability as structural material not only in the fields of chemical, industrial and marine engineering but also in civil construction. Manufacturers of VE resin do not provide the following information: interlaminar crack strength of composites, properties of reinforcements different from mat, durability of the material until structural failure and collapse due to delamination. On the other hand, low cost manufacturing and not amortizable production infrastructure, or producing a material in situ to repair any infrastructure damages where it is not feasible to supply sufficient energy for curing composite, which is another aspect not widely established by research publications concerning the influence on the mechanical properties achieved by the composite. The given thesis aims: to characterize the interlaminar mode II fracture behavior of the composite (VEBA/0-90º±45º)4 cured at low temperature; quantify the influence of curing temperature on interlaminar mechanical characteristics; determine the mechanism of influence of curing temperature on the toughness in Mode II; establish durability of the composite during Mode II delamination in severe conditions of prolonged exposure to high temperature (95 °C) and also connections between durability and the temperature of curing. The mechanical characterization: flexural, interlaminar shear and Mode II interlaminar fracture strengths and fractographic, calorimetric and thermogravimetric studies indicate that the composites cured at low temperatures (20 to 50 °C) have better mechanical properties than composites with mat, and very close to the 0-90º taffeta ones. The curing temperature influences the resistance against delamination and the loss of those mechanical properties by prolonged exposure to high temperature. Shear strength and interlaminar fracture toughness properties are the most sensitive mechanical characteristics. Even with low curing temperature, the resin VEBA maintains good resistance to prolonged thermal degradation. Curing at 50 ° C makes possible low cost manufacturing and reparation in situ. / [ES] El trabajo de investigación que conforma esta publicación se inscribe en el campo de los materiales compuestos de resina viniléster de segmento epoxy-bisfenol A (VEBA), reforzada con tejido de medio gramaje (450 g/m2) en fibra de vidrio E, y configuración cuasi ortotrópica 0-90º±45º. El uso creciente de la resina viniléster viene dado por la combinación ventajosa de sus características mecánicas, químico-físicas, y económicas que la hace competitiva en algunas aplicaciones tecnológicas tradicionalmente reservadas para las resinas epoxy. La introducción de refuerzos de fibra de vidrio incrementa su aplicabilidad estructural a sectores no solamente de la ingeniería química, industrial, naval sino también de la construcción civil. Los fabricantes de resinas VE no aportan información sobre propiedades resistentes al agrietamiento interlaminar de compuestos, ni sobre otras tipologías de refuerzo diferentes a mat, ni de la durabilidad del material frente al fallo y colapso estructural por delaminación. Por otro lado, la fabricación en condiciones de bajo coste e infraestructura de producción no amortizable, o elaboración in situ con fines de reparación de desperfectos en instalaciones, donde no es factible un aporte energético suficiente para curado del compuesto, es otro aspecto no tratado por publicaciones de investigación en cuanto a la influencia sobre las propiedades mecánicas alcanzadas por el compuesto. La presente publicación tiene como objetivos para el compuesto (VEBA/0-90º±45º)4 caracterizar su comportamiento a fractura interlaminar por carga en Modo II, cuantificar la influencia de la temperatura de curado en las características de tenacidad a fractura del material compuesto, determinar el mecanismo de influencia de la temperatura de curado en la tenacidad del material en Modo II, y establecer la durabilidad del compuesto a la delaminación en Modo II para condiciones severas de exposición prolongada a alta temperatura (95 ºC) y relación de la misma con respecto a la temperatura de la etapa de curado. La caracterización mecánica a flexión, cizalladura interlaminar, fractura interlaminar en modo II, y el estudio fractográfico, calorimétrico y termogravimétrico indican que el compuesto curado a bajas temperaturas (20 y 50 ºC) tiene buenas características mecánicas, superiores a los compuestos con mat, y muy cercanas a los tafetán 0-90º. La temperatura de curado tiene influencia en el comportamiento contra la delaminación, y frente a la merma de éstas por exposición prolongada a alta temperatura. Resistencia a cizalladura y tenacidad a fractura interlaminar son las propiedades más sensibles. En estas condiciones de curado, la resina VEBA mantiene una buena resistencia a la degradación térmica. Curar a 50 ºC hace factible la reparación o elaboración in situ. / [CAT] El treball d'investigació que conforma esta tesi doctoral s'inscriu en el camp dels materials compostos de resina viniléster de segment epoxy-bisfenol A (VEBA) , reforçada amb teixit de mig gramatge (450 g/m2) en fibra de vidre E, i configuració quasi ortotrópica 0-90º±45º. L'ús creixent de la resina viniléster ve donat per la combinació avantatjosa de les seues característiques mecàniques, quimicofísiques, i econòmiques que la fa competitiva en algunes aplicacions tecnològiques tradicionalment reservades per a les resines epoxy. La introducció de reforços de fibra de vidre incrementa la seua aplicabilitat estructural a sectors no sols de l'enginyeria química, industrial, naval sinó també de la construcció civil. Els fabricants de resines VEU no aporten informació sobre propietats resistents al clavillament interlaminar de compostos, ni sobre altres tipologies de reforç diferents de mat, ni de la durabilitat del material enfront de la fallada i col·lapse estructural per delaminación. D'altra banda, la fabricació en condicions de baix cost i infraestructura de producció no amortitzable, o elaboració in situ amb fins de reparació de desperfectes en instal·lacions, on no és factible una aportació energètica suficient per a curat del compost, és un altre aspecte no tractat per publicacions d'investigació quant a la influència sobre les propietats mecàniques aconseguides per el compost (VEBA/0-90º±45º)4 caracteritzar el seu comportament a fractura interlaminar per càrrega en Mode II, quantificar la influència de la temperatura de curat en les característiques de tenacitat a fractura del material compost, determinar el mecanisme d'influència de la temperatura de curat en la tenacitat del material en Mode II, i establir la durabilitat del compost a la delaminación en Mode II per a condicions severes d'exposició prolongada a alta temperatura (95 ºC) i relació de la mateixa respecte a la temperatura de l'etapa de curat. La caracterització mecànica a flexió, cizalladura interlaminar, fractura interlaminar en mode II, i l'estudi fractográfico, calorimètric i termogravimétrico indiquen que el compost curat a baixes temperatures (20 i 50 ºC) té bones característiques mecàniques, superiors als compostos amb mat, i molt pròximes als tafetà 0-90º. La temperatura de curat té influència en el comportament contra la delaminación, i enfront de la minva d'estes per exposició prolongada a alta temperatura. Resistència a cizalladura i tenacitat a fractura interlaminar són les propietats més sensibles. En estes condicions de curat, la resina VEBA manté una bona resistència a la degradació tèrmica. Curar a 50 ºC fa factible la reparació o elaboració. / Sánchez Bolinches, A. (2016). INFLUENCIA DE LA ETAPA DE CURADO A BAJA TEMPERATURA EN EL COMPORTAMIENTO A FRACTURA EN MODO II DE COMPOSITES VINILESTER-BPA Y SU DURABILIDAD EN CONDICIONES EXTREMAS DE TEMPERATURA [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/63665 / TESIS

En los últimos años, son numerosas las iniciativas de investigación dirigidas hacia la mejora de las propiedades adhesivas en materiales poliméricos. En el sector de automoción es muy importante que los films poliméricos puedan ser unidos entre sí a materiales de distinta naturaleza. El principal problema asociado al uso de estos materiales es que son substratos con baja energía superficial y precisan un tratamiento superficial para aumentar la mojabilidad de sus superficies y obtener unas buenas uniones adhesivas, un buen tintado y la aplicación de recubrimientos y lamiados duraderos. En el caso de la adhesión, el objetivo de los tratamientos superficiales es el incremento de la afinidad entre la superficie de los adherentes y la superficie de los adhesivos. De esta forma se logra optimizar el rendimiento de las uniones adhesivas para la obtención de substratos con buenas propiedades adhesivas, condición indispensable para conseguir laminados con aplicaciones técnicas. En este trabajo se pretende mejorar la humectabilidad de los films poliméricos de LDPE a través del tratamiento de plasma por descarga de corona, para la obtención de laminados con espumas de polietileno mediante procesos de laminación con adhesivos "Hot-Melt" con aplicaciones técnicas para el sector de automoción. La mejora de la humectabilidad se ha evaluado a través del estudio de los ángulos de contacto con diferentes líquidos de medida en función de las potencias de trabajo utilizadas. La caracterización de la activación superficial como consecuencia del tratamiento se realiza a través de la espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier con Reflectancia Total Atenuada (FTIR-ATR) y la espectroscopía fotoelectrónica de rayos X (XPS) que permiten identificar los fenómenos de funcionalización de la superficie. De forma paralela, se identifica y cuantifica el fenómeno de abrasión asociado a la agresividad del tratamiento sobre la superficie del film polimérico por medio de la microscopía electrónica de barrido (SEM) y la microscopía de fuerza atómica (AFM). De forma complementaria se determina la homogeneidad del tratamiento en función de la amplitud y del tiempo (reproducibilidad). Además, las muestras tratadas con plasma se someten a un proceso de envejecimiento para estimar la durabilidad del tratamiento. / Pascual Payá, M. (2011). Investigación sobre la mejora de la humectabilidad de films poliméricos de polietileno de baja densidad (LDPE) mediante plasma por descarga corona. Optimización de laminados con espumas de polietileno mediante procesos de laminación con adhesivos Hot-Melt para aplicaciones técnicas en el sector de automoción [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/11297 / Palancia

Los materiales compuestos de matriz polimérica representan una interesante alternativa para el diseño de equipamiento y aplicaciones estructurales. Las atractivas propiedades de polímeros termoestables reforzados con fibras de vidrio han despertado gran interés al tratarse de materiales con precio competitivo, buenas características mecánicas, excelente relación resistencia-peso, buen comportamiento frente a la corrosión y reducido mantenimiento. Actualmente, se encuentran presentes en sectores tan exigentes como el aerospacial; el transporte aéreo, terrestre y naval; ocio y deporte de alta competición. El sector de la ingeniería civil ha mostrado un creciente interés por este tipo de materiales, para estructuras primarias, restauración y como material de refuerzo del hormigón. En la industria química encontramos estos materiales en contacto prolongado con medios químicos en: tuberías, canalizaciones, depósitos de almacenamiento, etc. Por tanto, cuestiones relativas al comportamiento en servicio, durabilidad del material y determinación de los mecanismos responsables de su degradación y deterioro en servicio, constituyen los objetivos de esta investigación. En esta tesis se emplearon resinas de poliéster ortoftálico y viniléster de bisfenol A, reforzadas con fibra de vidrio tipo E con tres diferentes disposiciones, obteniendo los compuestos mediante un proceso de laminación manual. Se evaluó el efecto de la degradación mediante su inmersión en cuatro medios de diferente naturaleza: agua, solución salina, hidróxido sódico e hipoclorito sódico, llevando a cabo el estudio para tiempos largos y reales de exposición sin recurrir a ensayos acelerados, de forma que simulara el comportamiento real en servicio del material. La evaluación de su comportamiento mecánico es una de las prioridades en cualquiera de sus numerosas aplicaciones, por ello, la resistencia química del compuesto se convierte en una característica crítica en aplicaciones que requieran un contacto directo y prolongado con estos medios. Para el análisis de su comportamiento frente a la degradación se realizó la caracterización del comportamiento mecánico a flexión, tracción, impacto y dureza. Se determinó la variación de masa con el tiempo de exposición. Se efectuó un análisis de la morfología de su fractura mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) y se emplearon técnicas de análisis térmico como MDSC y TGA, para el análisis de los mecanismos implicados junto al estudio superficial de los compuestos en las diferentes etapas de la investigación. La respuesta mecánica con el tiempo de inmersión, permite proponer un modelo predictivo del comportamiento mecánico de acuerdo a un modelo exponencial decreciente, con excelentes niveles de correlación. Estableciendo que la degradación más severa se produce por inmersión en disoluciones de pH más elevado, alcalinas, y donde los mecanismos de hidrólisis de los grupos éster de las cadenas de la resina, la lixiviación de pequeños fragmentos solubles, el ataque a la fibra de refuerzo y el deterioro de la unión en la interfase son los responsables de que la disolución acuosa de NaOH sea la más agresiva de todas las investigadas. / Sahuquillo Navarro, O. (2012). Estudio de la degradación de materiales compuestos base poliéster reforzados con fibra de vidrio en medios neutros y alcalinos [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/15191 / Palancia

Los carburos cementados son materiales atractivos para muchas aplicaciones industriales debido a una combinación de propiedades mecánicas y físicas, estabilidad química y a su excelente resistencia al desgaste. Los carburos cementados ultrafinos y nanocristalinos están recibiendo una atención especial debido a su aplicación en el desarrollo de materiales para la industria electrónica y automotriz. La resistencia al desgaste de estos materiales experimenta un notable incremento cuando se reduce el tamaño de grano. La reducción en el tamaño de grano puede obtenerse por la adición de pequeñas cantidades de inhibidores de crecimiento de grano (especialmente Cr3C2 y/o VC), la selección del proceso y las condiciones de sinterización. En esta tesis se evalúa el comportamiento a fricción y desgaste por deslizamiento en seco de carburos cementados obtenidos de mezclas ultrafinas y nanocristalinas de WC-12%pesoCo con adición de VC y Cr3C2 como inhibidores de crecimiento de grano. Estas mezclas fueron consolidadas mediante sinterización convencional en vacío y sinterización por chispa de plasma. Los ensayos de desgaste por deslizamiento en seco se desarrollaron en un tribómetro con configuración bola sobre disco utilizando bolas de WC-6Co y AISI 5210 como contramateriales. Para los ensayos se utilizó como carga de contacto 40N y 60N, distancia de deslizamiento de 2000m y 10000m, velocidad de deslizamiento de 0.1m/s, condiciones medioambientales controladas. Los resultados obtenidos han mostrado que los carburos cementados nanoestructurados presentan una mayor resistencia al desgaste por deslizamiento en seco que los grados ultrafinos o submicrométricos. La adición de inhibidores de crecimiento de grano a la mezcla comercial se ha confirmado como una vía efectiva para incrementar la resistencia al desgaste, especialmente cuando las proporciones son hasta un 1% peso y se utiliza VC como afinador. La naturaleza elástica o plástica de las asperezas en contacto se ha manifestado en las diferencias encontradas en el coeficiente de fricción entre los materiales obtenidos de polvos ultrafinos y nanométricos. La sinterización por chispa de plasma, SPS, (y las condiciones de sinterización) resultó ser el método de sinterización con el que se obtienen las mejores propiedades tribológicas en condiciones de desgaste severo. Los parámetros de sinterización empleados para el método tradicional, Vacío, no resultaron adecuados cuando las proporciones de inhibidores exceden el 1%peso. El estudio de las micrografías de las huellas de desgaste por medio de MEB, EC MEB, EDX, reveló la coexistencia de varios mecanismos de desgaste que contribuyen al deterioro del material. Esto se ha relacionado con las propiedades microestructurales y mecánicas de los carburos cementados, con la naturaleza del contramaterial y con el método de procesado. Finalmente, se ha demostrado que ejerce más influencia en la resistencia al desgaste de los carburos cementados finos un buen control microestructural que solo el incremento de la dureza o reducción en el tamaño de grano. / Espinosa Fernández, L. (2013). Influencia de inhibidores de crecimiento de grano en el comportamiento tribológico de carburos cementados WC-Co a partir de polvos nanométricos [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/29534 / TESIS

Durante los últimos años se han implantado sistemas de calidad que controlan los procesos y el material en la empresa; en este sentido las empresas recicladoras ya han impuesto la misma filosofía de calidad, al igual que en los materiales vírgenes, de tal modo que las empresas recuperadoras con un mínimo de proyección futura ya expenden los materiales con determinada certificación. Por el contrario, no existen datos que den a entender que las empresas recuperadoras apliquen la misma filosofía sobre los residuos que recuperan. En el presente trabajo se ha plateado el análisis de las diferentes variables que intervienen en el proceso de recuperación de los residuos estirénicos procedentes del sector envase; diferenciando las variables que dependen del propio material de las variables consecuencia del proceso de recuperación. Tras la identificación de estas se analizan por separado haciendo uso de diversas técnicas de análisis, tales como calorimetría diferencial de barrido (DSC), espectroscopia infrarroja (FTIR), análisis termogravimétrico (TGA), y cromatografía de gases - espectroscopia de masas (GC-MS) con el fin de conocer que variaciones sufre el poliestireno frente a ciertas condiciones, bien sea de temperatura o bien sea por la acción de agentes externos (radiación UV); además de estudiar el comportamiento del HIPS en presencia de bajos contenidos de impurezas (PP). El estudio realizado sobre el poliestireno de alto impacto ha permitido conocer la influencia de las diferentes variables sobre el comportamiento mecánico, térmico, ; así como las diversas herramientas válidas para la observación de dichas variaciones. Estos estudios han sentado las bases para poder establecer los pasos a seguir para realizar el control de calidad en la recepción del material en la planta de recuperación, y sobre el material final obtenido. De este modo será posible con mayor facilidad la expedición de un certificado de calidad sobre el poliestireno de alto impacto recuperado. / Parres García, FJ. (2005). Investigación de las variables limitantes en la recuperación de los residuos de poliestireno procedentes del sector envase [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1852 / Palancia

El uso de materiales reforzados con fibra larga de vidrio ha evolucionado de manera creciente en los últimos años. Este hecho ha provocado que se necesite conocer el comportamiento de determinadas características mecánicas del mismo y que por lo tanto se busque una evaluación del comportamiento del mismo. El análisis de imágenes se muestra como una forma válida y eficaz en la determinación de la orientación de fibras. Por ello se ha diseñado una metodología basada en una metodología optimizada de algoritmos se consigue identificar, aislar y medir la orientación de las fibras de refuerzo en materiales compuestos. Acompañado de una técnica simple de preparación de muestras, podemos establecer un sistema de análisis efectivo. Esta metodología se ha aplicado en diversos procesos de transformación en los que habitualmente están implicados los refuerzos de fibra de vidrio en composites. Fundamentalmente se analiza el proceso de inyección, aunque no se olvidan procesos de compresión y rtm. Posteriormente se realiza el análisis del error en el que se incurre en la implementación del sistema. / Ferrándiz Bou, S. (2007). Aplicación del análisis de imágenes a la determinación de la orientación de fibra larga de vidrio en diferentes condiciones de proceso [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1855 / Palancia