Cuánto aguanta un mástil antes de partir...test Unifiber
- Autor del tema Marco
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Estos tests se llevan haciendo desde hace mucho tiempo, pero les falta un parámetro muy importante que influye en la resistencia a la flexión en mástiles de carbono: el calor.
Los resultados de esos test serían muy diferentes con un mástil 100% carbono bien caliente por la acción del sol...
Los resultados de esos test serían muy diferentes con un mástil 100% carbono bien caliente por la acción del sol...
A mi el video me parece engañoso, un mástil como la mayor parte de los materiales que están sometidos a oscilaciones romperán por fatiga, no por sobrepasar la tensión máxima de rotura. A ver si me explico:
Cuando haces un ensayo de tracción (al flexar el mástil, la parte de abajo está sometida a tracción y la superior a compresión, refiriendome al video). Vas subiendo la carga y el material se va deformando de manera que si eliminas la carga recuperaría su forma, Esta es la zona elastica. Si sigues subiendo el valor de tensión, la deformación se vuelve permanente, aunque cese la fuerza ya no recuperará la forma, esta es la zona plástica. La zona plástica termina en la tensión de rotura, (como su nombre indica cascando). Esta es la mayor de todas las tensiones y es lo que nos está mostrando el video.
La realidad es que el material va a trabajar en ciclos de compresión relajación y romperá por fatiga. La fatiga hace que con un valor de tensión muy inferior al de la carga de rotura el material romperá por la cantidad de ciclos que ha tenido a ese valor y a a más ciclos la tensión necesaria es inferior. El carbono precismente se caracterizar por ser este uno de sus puntos más debiles comparandolo con otras propiedades. Para entender esto yo creo que mucho habeis roto el extremo del alambre (el típico que se enganch en todo) de una libreta haciendolo oscilar y se rompe bastante fácil pero a machete sin las oscilaciones no seríamos capaces.
Cuando haces un ensayo de tracción (al flexar el mástil, la parte de abajo está sometida a tracción y la superior a compresión, refiriendome al video). Vas subiendo la carga y el material se va deformando de manera que si eliminas la carga recuperaría su forma, Esta es la zona elastica. Si sigues subiendo el valor de tensión, la deformación se vuelve permanente, aunque cese la fuerza ya no recuperará la forma, esta es la zona plástica. La zona plástica termina en la tensión de rotura, (como su nombre indica cascando). Esta es la mayor de todas las tensiones y es lo que nos está mostrando el video.
La realidad es que el material va a trabajar en ciclos de compresión relajación y romperá por fatiga. La fatiga hace que con un valor de tensión muy inferior al de la carga de rotura el material romperá por la cantidad de ciclos que ha tenido a ese valor y a a más ciclos la tensión necesaria es inferior. El carbono precismente se caracterizar por ser este uno de sus puntos más debiles comparandolo con otras propiedades. Para entender esto yo creo que mucho habeis roto el extremo del alambre (el típico que se enganch en todo) de una libreta haciendolo oscilar y se rompe bastante fácil pero a machete sin las oscilaciones no seríamos capaces.
De acuerdo con lo que comentas Franotero, sería más real un test que simulara un poco las condiciones reales, en ciclos repetitivos. Para entendernos, como cuando vemos una maquinita de esas que ponen en el Ikea abriendo y cerrando cajones continuamente para ver lo que aguanta el material.
De todas formas el test del vídeo sería interesante sobre todo en mástiles grandes para velas de slalom/Formula, en los que de entrada se aplica una tensión enorme al aparejar. Yo todos los mástiles que he roto han sido con la vela estática en la playa, bajo efecto del calor en el dichoso carbono![[fcp]](/foro/smilies/facepalm.gif "facepalm [fcp]")
De todas formas el test del vídeo sería interesante sobre todo en mástiles grandes para velas de slalom/Formula, en los que de entrada se aplica una tensión enorme al aparejar. Yo todos los mástiles que he roto han sido con la vela estática en la playa, bajo efecto del calor en el dichoso carbono
Yo todos los mástiles que he roto han sido con la vela estática en la playa, bajo efecto del calor en el dichoso carbono [/quote]
Totalmente de acuerdo, con el calor la dilatación lineal de carbono es equivalente a meterle más tensión de grátil sólo por calentarlo y por tanto estar más cerca de la tensión de rotura. Además el calor es un enemigo que pasa factura siempre. Todos los materiales compuestos (materiales en general) se degradan con el paso del tiempo, los materiales se van descomponiendo a nivel atómico, lo que se traduciría en pérdida de peso (si la humedad o otros factores por ejemplo que contrarrestan este efecto). Los especialistas en composites, (yo desde luego no lo soy, sólo he oido campanas...) realizan un ensayo en el laboratorio que se llama TGV en el que cojen una probeta de carbono por ejemplo de 1 cm por 1 cm y se introduce en un horno que lo va calentado al mismo tiempo que los pesa. Esta báscula hace una gráfica de pérdida de peso frente al tiempo con lo que conocen la pérdida de peso con el tiempo. Lo que consiguen es someter al carbono a la misma degradación que tendría por el paso de muchos meses en unas pocas horas sólo por el efecto del calor. Por eso que estos materiales cuanto más frios mejor.
[/quote]Totalmente de acuerdo, con el calor la dilatación lineal de carbono es equivalente a meterle más tensión de grátil sólo por calentarlo y por tanto estar más cerca de la tensión de rotura. Además el calor es un enemigo que pasa factura siempre. Todos los materiales compuestos (materiales en general) se degradan con el paso del tiempo, los materiales se van descomponiendo a nivel atómico, lo que se traduciría en pérdida de peso (si la humedad o otros factores por ejemplo que contrarrestan este efecto). Los especialistas en composites, (yo desde luego no lo soy, sólo he oido campanas...) realizan un ensayo en el laboratorio que se llama TGV en el que cojen una probeta de carbono por ejemplo de 1 cm por 1 cm y se introduce en un horno que lo va calentado al mismo tiempo que los pesa. Esta báscula hace una gráfica de pérdida de peso frente al tiempo con lo que conocen la pérdida de peso con el tiempo. Lo que consiguen es someter al carbono a la misma degradación que tendría por el paso de muchos meses en unas pocas horas sólo por el efecto del calor. Por eso que estos materiales cuanto más frios mejor.
Luis Alicante
Totawind Maniac
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Duele solo con mirarlo. Estaba deseando que terminara el video desde el segundo 10
A riesgo de equivocarme, creo que te confundes, estás describiendo el ensayo de tracción de materiales como el acero. El carbono rompe directamente sin sufrir deformaciones plásticas. El acero deja de ser servible en las estructuras cuando llega a esta zona plástica, pero sigue resistiendo cargas. Si el carbono tuviese esta zona plástica sería muy útil para cambiar de mástiles antes de que se produzca la rotura en el agua.Franotero dijo:
Tienes toda la razon en que existe una diferencia muy importante con el acero, en la zona plastica, la hay en ambos pero en el carbono es en un rango de tensiones muy pequeńo.
Mi objetivo era explicar lo que sufren los materiales a traccion, que es el modo de fallo por el que ha roto este mastil y compararlo con la fatiga, lo comente de manera general para cualquier material pero si es cierto que la tension que limita la zona elastica es practicamente la de rotura en el caso del carbono.
Mi objetivo era explicar lo que sufren los materiales a traccion, que es el modo de fallo por el que ha roto este mastil y compararlo con la fatiga, lo comente de manera general para cualquier material pero si es cierto que la tension que limita la zona elastica es practicamente la de rotura en el caso del carbono.
La rotura del mástil no tiene porque estar causada por la rotura de las fibras que trabajan a tracción, puede darse el caso que se rompan las que trabajan a compresión a causa de un abollamiento o pandeo local de la zona.
Este caso puede darse en las roturas en la zona de la botavara, cruje el mástil por la parte trasera con la vela montada y las fibras delanteras no se rompen.
Por otra parte, un mástil esta formado por capas de fibras en varias direcciones, el fallo de una de estas capas no significa el fallo total de la pieza, no se puede pensar en un material compuesto como si fuera acero o aluminio que tienen las mismas propiedades en todas sus direcciones (isotrópicos).
Y sobre el tema de la fatiga, decir que un material compuesto aguanta mucho mejor la fatiga que cualquier otro.
Al estar formados por miles de fibras, en el caso de microgrietas se produce un efecto de disipación de las tensiones hacia la resina (matriz), en ser momento las fibras quedan despegadas y las tensiones mueren allí mismo, no propagándose la grieta, en cambio en materiales como el aluminio en el caso de microgrietas se produce un efecto concentrador de tensiones y ya sabemos que pasa con las botavaras...
Saludos
Este caso puede darse en las roturas en la zona de la botavara, cruje el mástil por la parte trasera con la vela montada y las fibras delanteras no se rompen.
Por otra parte, un mástil esta formado por capas de fibras en varias direcciones, el fallo de una de estas capas no significa el fallo total de la pieza, no se puede pensar en un material compuesto como si fuera acero o aluminio que tienen las mismas propiedades en todas sus direcciones (isotrópicos).
Y sobre el tema de la fatiga, decir que un material compuesto aguanta mucho mejor la fatiga que cualquier otro.
Al estar formados por miles de fibras, en el caso de microgrietas se produce un efecto de disipación de las tensiones hacia la resina (matriz), en ser momento las fibras quedan despegadas y las tensiones mueren allí mismo, no propagándose la grieta, en cambio en materiales como el aluminio en el caso de microgrietas se produce un efecto concentrador de tensiones y ya sabemos que pasa con las botavaras...
Saludos