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Letras Universidad de Sevilla

Proyecto de investigación


Integridad de estructuras inteligentes: simulación numérica y experimental

Responsable: Andrés Sáez Pérez
Tipo de Proyecto/Ayuda: Plan Nacional del 2007
Referencia: DPI2007-66792-C02-02
Fecha de Inicio: 01-10-2007
Fecha de Finalización: 30-09-2010

Empresa/Organismo financiador/es:

  • Ministerio de Educación y Ciencia

Socios:

  • Universidad de Granada (Rafael Gallego Sevilla)

Equipo:

Resumen del proyecto:

Las denominadas estructuras inteligentes, cuyo comportamiento dinámico puede ser monitorizado y controlado mediante la disposición de una serie de elementos sensores y actuadores, encuentran cada vez mayor aplicación en muchos sectores industriales como el aeroespacial, aeronáutico, biomédico, o en el diseño de micro- (MEMS) y nano-sistemas (NEMS). Estas aplicaciones se basan en el uso de materiales inteligentes que muestran un acoplamiento multicampo de sus propiedades. El proyecto DPI2007-66792-C02-02 se ha centrado en los casos de los materiales piezoeléctricos y materiales compuestos magnetoelectroelásticos, que presentan un acoplamiento inherente entre los campos mecánico, eléctrico y magnético.

Comprender y modelar adecuadamente los mecanismos de fallo de estos materiales es clave para el avance de dichos sistemas inteligentes. La mecánica de la fractura desempeña por lo tanto un papel fundamental, ya que la existencia de defectos, tales como grietas, es inevitable en la práctica debido a los propios procesos de fabricación o al desgaste producido en servicio. La presencia de grietas en un elemento estructural inteligente conllevará no sólo la disminución de su resistencia última y un acortamiento de su vida útil, sino que además producirá la modificación de la transferencia de energía entre los campos mecánico y no mecánicos (eléctrica, magnética), pudiendo provocar la adopción de medidas de control inadecuadas. Por otro lado, diversos estudios sugieren que la aplicación de determinadas cargas eléctricas/magnéticas puede acelerar o retardar los procesos de crecimiento de grietas en este tipo de materiales.

El proyecto DPI2007-66792-C02-02 se ha centrado principalmente en el desarrollo de herramientas de simulación numérica que han permitido abordar la caracterización del comportamiento de estructuras inteligentes dañadas por la presencia de grietas y otros defectos. Adicionalmente, el proyecto ha abordado parcialmente labores experimentales encaminadas a la validación de los modelos propuestos.

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