Comportamiento de placas de cuznal para disipadores tipo adas
En esta investigaci´on se estudia experimental y anal´ıticamente el comportamiento de placas tipo ADAS, fabricadas de una aleaci´on en base a cobre, frente a desplazamientos perpendiculares a su plano. Estas placas son usadas en dispositivos de disipaci´on de energ´ıa s´ısmica en estructuras civiles...
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| Tipo de recurso: | tesis de maestría |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2012 |
| País: | Chile |
| Idioma: | español |
| OAI Identifier: | oai:repositorio.anid.cl:10533/181602 |
| Acceso en línea: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/cl/ https://hdl.handle.net/10533/181602 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Sumario: | En esta investigaci´on se estudia experimental y anal´ıticamente el comportamiento de placas tipo ADAS, fabricadas de una aleaci´on en base a cobre, frente a desplazamientos perpendiculares a su plano. Estas placas son usadas en dispositivos de disipaci´on de energ´ıa s´ısmica en estructuras civiles. La composici´on nominal de la aleaci´on es 75,35 %p.Cu - 16,90 %p.Zn - 7,71 %p.Al y corresponde a una de las llamadas Aleaciones con Memoria de Forma (SMA). Se fundieron dos aleaciones (Aleaci´on A y Aleaci´on B), las cuales se forjaron y mecanizaron dejando probetas para ensayar en tracci´on y placas tipo ADAS. Ambas aleaciones poseen composiciones s´olo cercanas a la nominal, pues es dif´ıcil controlar la r´apida evaporaci´on del Zinc. El tratamiento t´ermico ´optimo para obtener fase austenita o martensita sin aumento excesivo del tama˜no de grano en las placas ADAS consisti´o en el calentamiento del material a 850◦C durante 15 minutos para luego enfriarlo en agua a temperatura ambiente; sin embargo, el mismo tratamiento produjo mayor tama˜no de grano en las probetas de tracci´on. En ambas aleaciones se encontr´o fase martensita a temperatura ambiente, con temperaturas de transformaci´on Mf y Af de 270 y 400◦C, respectivamente. Se realizaron ensayos a tracci´on y ensayos a flexi´on. En los ensayos a tracci´on a las probetas, se impusieron ciclos de deformaci´on en tracci´on pura (evitando compresi´on) hasta alrededor del 4,0 %. Las curvas tensi´on–deformaci´on obtenidas son caracter´ısticas de materiales SMA en fase martens´ıtica. El M´odulo de Young es alrededor de 50 [GP a] para la Aleaci´on A y 55 [GP A] para la Aleaci´on B, mientras que la tensi´on inicial del proceso de demaclado es alrededor de 190 [MP a] y 265 [MP a], respectivamente. En los ensayos a flexi´on a las placas ADAS, se usaron desplazamientos c´ıclicos de amplitud creciente entre 0,5 [mm] y 40 [mm], obteniendo ciclos hister´eticos estables. A partir de ´estos, se calcul´o la Fuerza M´axima, la Rigidez Secante, la Energ´ıa Disipada y la Raz´on de Amortiguamiento Viscoso Equivalente. Al aumentar el desplazamiento, la Rigidez Secante disminuye asint´oticamente hasta valores de alrededor un 40 % del valor inicial. Por otro lado, la Fuerza M´axima, la Energ´ıa Disipada y la Raz´on de Amortiguamiento Equivalente aumentan, llegando esta ´ultima a valores entre 10 % y 15 % en todos los casos. La curvatura a lo largo de cada placa ADAS se midi´o usando strain gauges en las fibras extremas, en 3 posiciones diferentes, resultando, para peque˜nas deformaciones, curvaturas constantes tal como lo predice la teor´ıa el´astica. Finalmente se observ´o, con un microscopio ´optico de bajo aumento, el tipo de fractura de probetas y placas ADAS, siendo ´este intergranular en ambos casos. A partir de los datos obtenidos de los ensayos a tracci´on, se ajust´o un modelo de ley constitutiva multilineal, que se incorpor´o a un modelo computacional de elementos finitos y fibras para predecir el comportamiento flexural de placas tipo ADAS. El modelo predice de buena forma tanto la Fuerza M´axima como la Rigidez Secante de los ciclos, con errores menores al 7,1 % y 7,3 %, respectivamente. La Energ´ıa Disipada y la Raz´on de Amortiguamiento Equivalente son sobreestimadas por el modelo para desplazamientos m´as all´a de la fluencia, debido principalmente a la diferencia de rigidez al descargar el material supuesta por la ley constitutiva respecto del resultado experimental. Finalmente, la Rigidez El´astica y la Fuerza de Fluencia calculadas a partir de los ensayos son correctamente predichas por el modelo con errores m´aximos del 12,5 % y 22,7 %, respectivamente, mientras que las f´ormulas te´oricas deducidas para placas ADAS estiman tales par´ametros con errores m´aximos del 13,4 % y 27,8 %. |
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