Los disipadores de energía sísmica permiten evitar daños en estructuras civiles. Para dichas aplicaciones es posible considerar a las aleaciones con memoria de forma (SMA), bajo condiciones de comportamiento superelástico, en relación con la transformación martensítica inducida por esfuerzo. En este contexto, el objetivo de la presente memoria es caracterizar la microestructura y las propiedades mecánicas (tradicionales y superelásticas) de una aleación Cu-17,0 %p.Zn7.2 %p.Al policristalina, preparada por fusión en un laboratorio nacional. Luego de forja y extrusión en caliente, se fabricaron probetas de 7 mm de diámetro, para ensayos de tracción estática y dinámica a distintas temperaturas (13-16, 25 y 50oC) y frecuencias ((0,1 a 2 Hz, precisando que la mayoría de los ensayos se realizó a 1Hz). La microestructura de las probetas era austenítica, con coexistencia de granos equiaxiales (recristalizados) y alargados (no recristalizados); el tama˜no de grano medio era superior a 0,1 mm. Los ensayos de tracción se realizaron con control de avance del cabezal; se utilizó un extensómetro de 25 mm. Por calorimetría diferencial de barrido, se estableció un valor de temperatura de fin de transformación austenítica, Af, de 22oC. Los ensayos de tracción estática mostraron una tendencia del esfuerzo de transformación martensítica a crecer con la temperatura, según lo esperado teóricamente. El análisis fractográfico, por microscopia electrónica de barrido, mostró fractura transgranular, con zonas de clivaje y otras con hoyuelos. Las deformaciones máximas a la fractura (con carga) estuvieron entre 4,4 % y 6,3 %. De los ensayos de tracción dinámica, realizados a 1Hz, con series de 10 ciclos, e incrementando la deformación serie a serie, se concluye: -Existe una razonable similitud entre la envolvente de los ensayos cíclicos y la respectiva curva de tracción. -El valor de deformación correspondiente a la cota superior del rango superelástico está entre 1 y 2,1. -El coeficiente de amortiguamiento presenta una tendencia predominantemente creciente al aumentar la deformación impuesta. -Los mayores valores amortiguamiento corresponden al rango de deformaciones postsuperelásticas, donde hay deformaciones permanentes (en el primer ciclo de una serie), y luego ciclos de histéresis. -El calentamiento adiabático observado en el rango superelástico es de hasta 4oC -Existe una relación lineal entre la temperatura alcanzada en la probeta, en cada serie, y el área de los ciclos superlásticos correspondientes. En ensayos realizados a distintas frecuencias (0,1, 0,5, 1, 1,5 y 2 Hz), se encontró que, al crecer la frecuencia, tanto el esfuerzo de transformación como el módulo secante decrecen. La frecuencia no parece afectar significativamente el calentamiento adiabático, en el rango de condiciones experimentales de este estudio.

En el presente tema de Memoria se estudió el comportamiento mecánico de una aleación superelástica Cu-11,8%p.Al-0,5%p.Be, dentro del rango de temperatura y frecuencia propias de un fenómeno sísmico (0,1 a 5 [Hz]; -20 a + 50 [ºC]). Para esto, se realizaron ensayos de tracción de tipo tradicional (monotónicos) y cíclico. Este trabajo es parte de una línea de investigación relacionada con la caracterización de materiales, particularmente de materiales Superelásticos, pertenecientes a las aleaciones con Memoria de Forma, que puedan servir para la fabricación de dispositivos de disipación de energía sísmica en estructuras civiles. Las características relevantes de los materiales superelásticos, es que ellos presentan, en ciclos de carga-descarga, valores relativamente importantes de deformaciones recuperables y de energía disipada por ciclo. Este comportamiento se relaciona con la transformación de fase Austenita-Martensita. Para esta memoria se contó con una aleación CuAlBe, fabricada por Trefimétaux, bajo la forma de barras de 3 [mm] de diámetro; ensayos preliminares a temperatura ambiente indican que este material es superelástico. Los parámetros considerados en los ensayos son los siguientes: Tamaño de Grano Austenítico (64, 95 y 250 [ µm]); Frecuencia (0.1 y 1 [Hz]); Amplitud de Deformación de los ensayos cíclicos (hasta 4% aprox.); y Temperatura del ensayo (20 y 50 [ºC]). El comportamiento del material se caracterizó bajo los términos siguientes: • En ensayos de tracción uniaxial se caracterizaron algunas propiedades mecánicas del material (Módulo Elástico, Esfuerzos de Fluencia, Esfuerzo Máximo y de Rotura, Deformación Máxima, Ductilidad). • En ensayos de tracción cíclicos, se determinó: el esfuerzo y la deformación asociados a la máxima deformación superelástica alcanzable; los esfuerzos asociados al inicio de las transformaciones martensíticas directa e inversa; módulo elástico de la austenita; módulo secante; y coeficiente de amortiguamiento. Finalmente, los resultados se discutieron en la perspectiva de las relaciones microestructura-propiedades pertinentes y de la aplicación considerada.

The energy dissipators are passive components that are incorporated into buildings and other structures undergoing dynamic excitations, especially earthquakes. Its purpose is to absorb the greatest part of the input energy, thus protecting the main structure. These devices are not a part of the main load-carrying system and therefore can be easily replaced after suffering serious damage. These devices are connected to the structure to be protected in such a way that they experience large strains under the action of the earthquakes; such strains produce the energy absorption. In building structures, the dissipators are installed in frames, usually in concentric bracing bars (either diagonal or chevron braces) since the interstory drifts generate significant distortions in these elements. Various types of dissipators have been proposed for building structures. Those based on yielding of metals, commonly known as hysteretic, are distinguished by their simplicity, economy and robustness; among them, the so-called buckling restrained braces have experienced a remarkable development because of their important advantages. The buckling restrained braces consist of concentric bracing bars composed by a slender steel core surrounded by a stockier casing, usually made of mortar and / or steel. It is crucial that there is a sliding interface between the core and the cover, to prevent relevant shear stress transfer. When the core is pulled or pushed it yields; the casing prevents the buckling of the core. These cycles of tensile and compressive yielding constitute the hysteresis loops through which the energy is dissipated. Despite relevant experience exists on buckling restrained braces (both on research and practical applications) many questions still remain unanswered. In particular, no reliable and accurate model of the structural behavior has been proposed. This lack prevents a deep understanding of the complex phenomena that occur during the operation of these elements, and hinders the development of innovative solutions. This work aims to improve the knowledge about the behavior of these devices, developing a comprehensive numerical model that opens the door for future developments. The results obtained with the proposed numerical model are compared with experimental results obtained at the University of Girona and the University of California.