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Razones para los elementos compuestos

Ventajas

Los elementos compuestos pueden usarse:

  • Cuando se desea una alta rigidez o cocientes de resistencia/peso.

  • Cuando son necesarias una alta resistencia a la fatiga, la corrosión, la fractura, el impacto y la fluencia.

  • En condiciones ambientales duras, debido a sus bajos coeficientes de expansión térmico e hígrico.

La alta rigidez y el cociente de resistencia/peso hacen que los compuestos sean una buena opción para usarlos en una amplia gama de aplicaciones. Por ejemplo, los compuestos se utilizan en aviones, especialmente para la reducción de la masa global. Los costes iniciales de material son altos, pero hay una importante reducción en el coste de combustible durante el funcionamiento.

Por ejemplo, su bajo coeficiente térmico de expansión los hacen atractivos para usarlos en satélites en el espacio, donde se producen enormes cambios de temperatura.

Aplicaciones

Los compuestos se utilizan en muchas aplicaciones, que van desde piezas para aviones y automóviles hasta implantes biomédicos y productos recreativos. A continuación se enumeran algunos ejemplos:

  • Componentes para aviones: capots, alas extremas, carena ventral, puertas del tren de aterrizaje delantero y el cono de cola entre otros.

  • Componentes del transbordador espacial: manguitos, tuberías de ventilación y fuselajes.  

  • Helicópteros: palas del rotor (compuestos de grafito-epoxi).

  • Automóviles: carrocerías hechas de compuestos de fibra de carbono o fibra de vidrio.

  • Barcos: cascos (madera o Kevlar).

  • Industria biomédica: materiales para implantes.

  • Productos recreativos: chasis de bicicletas, raquetas, esquís y palos de golf.

Limitaciones

  •  Dificultad para detectar daños (dentro de los pliegues o entre pliegues). Esto requiere caras técnicas de evaluación no destructiva o sistemas de supervisión del estado estructural.

  • Dificultad para determinar las constantes de los materiales, ya que suelen ser ortotrópicos.

  • Poca resistencia a la fractura para las mismas tensiones en comparación con los metales.

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