El equipo de investigación (dirigido por el profesor Yukihiro Matsumoto) formado por el Departamento de Arquitectura e Ingeniería Civil de la Universidad Tecnológica de Toyohashi y el Instituto de Investigación Interdisciplinario Inspirado en la Electrónica (EIIRIS) propuso y demostró un método para mejorar el comportamiento dinámico de las conexiones atornilladas mediante el uso de fibra de vidrio. Materiales de polímero reforzado (GFRP).

Dado que los materiales de GFRP pultrusionados utilizados en aplicaciones de construcción tienen direcciones de fibra reforzadas alineadas a lo largo del eje del eje del miembro, las conexiones atornilladas son frágiles y tienen una desventaja en el diseño. El equipo de investigación demostró que se puede lograr un aumento notable en la resistencia de los cojinetes pegando una placa delgada de GFRP, que utiliza un material de base multiaxial moldeado por moldeo por transferencia de resina asistido por vacío que permite un moldeado de alta calidad, a la conexión atornillada. El equipo de investigación también demostró que este método podría mejorar el frágil comportamiento de fractura de las conexiones de las juntas. Los resultados de este estudio permitirán diseñar estructuras de edificios más seguras, seguras y livianas con una vida útil más larga.

Debido a su peso ligero y alta resistencia, las aplicaciones del polímero reforzado con fibra (FRP) están aumentando, como su uso en la reparación y refuerzo de edificios existentes, puentes peatonales y compuertas, y se espera que se utilicen en reparaciones de emergencia de estructuras y la estructura de los edificios en el futuro. El método de pultrusión, uno de los métodos para producir miembros de FRP, puede producir miembros largos con una productividad ultra alta. Es un método de moldeo de uso común para miembros arquitectónicos de FRP. Sin embargo, debido a que el método de pultrusión generalmente coloca muchas fibras reforzadas, que aseguran la resistencia y rigidez de los materiales FRP, en la dirección de la pultrusión (a lo largo del eje longitudinal del miembro), se sabe que muestra daños locales y fracturas frágiles alrededor de los orificios para pernos. cuando las conexiones se realizan mediante pernos, etc. Por lo tanto, se debe tener cuidado con este comportamiento de fractura.

Por ello, el equipo de investigación ha realizado investigaciones para minimizar el aumento de peso y costes de producción y mejorar el comportamiento dinámico de las uniones atornilladas mediante el uso de moldeo por transferencia de resina asistido por vacío, que se utiliza para fabricar piezas de barcos y palas de aerogeneradores de FRP, y pegando una placa de GFRP que tiene varios milímetros de espesor y múltiples direcciones de fibra.

Al reforzar las áreas necesarias con solo la cantidad necesaria de GFRP, demostraron en sus experimentos que la fuerza de conexión del polímero reforzado con fibra se puede aumentar significativamente sin perder la productividad o las propiedades de ligereza del FRP. Además, en función de los resultados experimentales y las fórmulas de diseño existentes, el equipo de investigación también propuso una fórmula de diseño para cuando se utilice el método de refuerzo de conexión propuesto y proporcionó con éxito datos que se pueden aplicar en el diseño.

El líder del equipo de investigación, el profesor Yukihiro Matsumoto, dice que "como sugiere su nombre, el polímero reforzado con fibra es un material que requiere un buen uso de las fibras. Hemos llegado a esta idea al observar los comportamientos de fractura de las conexiones a través de experimentos previos y recopilar información sobre varios métodos de moldeo de FRP. Aunque es simple, lo que necesitábamos era solo pegar una placa delgada a la conexión. Me sorprende que se observaron buenos efectos al considerar cuidadosamente la dirección de la fibra. Creo que se obtuvieron resultados útiles y de uso general. debido al entusiasmo de los estudiantes de doctorado en la determinación de variables experimentales y el desarrollo de un plan de experimento".

En el futuro, el equipo de investigación demostrará la eficacia de su método de conexión propuesto a través de experimentos de conexión asumiendo estructuras de construcción, así como experimentos y análisis de especímenes a escala real y promoverá el desarrollo de estas conexiones reforzadas, con el objetivo de su aplicación como método de refuerzo para estructuras FRP existentes.

La investigación fue publicada en Polymer Composites y Polímeros . + Explora más

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