Optimización bajo metodología de superficie de respuesta (MSR) del material compuesto de matriz epoxi reforzado con fibra de Chambira (Astrocaryum), curado al ambiente y su incidencia en las propiedades mecánica
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Date
2022-01
Authors
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Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica, Carrera de Ingeniería Mecánica
Abstract
The present experimental work carried out the analysis of the mechanical properties of
the epoxy resin composite material reinforced with chambira fibers, the material was
molded through vacuum stratification with ambient curing in different periods of days.
For the analysis to be carried out, the Response Surface Methodology (MSR) was
proposed, using the Box-Behnken design establishing three input factors, each factor had
three levels: orientation 1 of the chambira fiber: -45, 0, 45 degrees, orientation 2: -45, 0,
45 degrees and cure time of 12, 22 and 32 days. The design showed a specific number of
treatments with different configurations of factors and levels for the destructive test of
the specimens, the data obtained in this process were validated with the fulfillment of the
parametric assumptions.
The ANOVA variability of the values obtained in the MSR design was analyzed,
emphasizing the significant effects and their incidence on the mechanical properties.
Once the previous analysis had been carried out, the optimization of each mechanical
property analyzed by means of the global desirability function. An optimal configuration
was obtained by combining orientation 1 at 4.09 and orientation 2 at 6.81 degrees of spin
and a cure time of 32 days, the composite desirability is 0.8323 and the variability of the
properties is 99.95 percent.
Description
El presente trabajo experimental se efectuó el análisis de las propiedades mecánicas del
material compuesto de resina epoxi reforzado con fibras de chambira, el material fue
moldeado a través de estratificación al vacío con curado al ambiente en diferentes
períodos de días.
Para el análisis a realizar se planteó la Metodología de Superficie de Respuesta (MSR),
utilizando el diseño de Box-Behnken estableciendo tres factores de entrada, cada factor
tuvo tres niveles: orientación 1 de la fibra de chambira: -45, 0, 45 grados, orientación 2:
-45, 0, 45 grados y tiempo de curado de 12, 22 y 32 días. El diseño mostró un número
específico de tratamientos con distintas configuraciones de factores y niveles para el
ensayo destructivo de las probetas, los datos obtenidos en ese proceso fueron validados
con el cumplimiento de los supuestos paramétricos.
Se analizó la variabilidad ANOVA de los valores que se obtuvieron en el diseño MSR,
haciendo énfasis en los efectos significativos y su incidencia en las propiedades
mecánicas, una vez realizado el análisis anterior, se procedió a realizar la optimización
de cada propiedad mecánica analizada mediante la función de deseabilidad global. Se
obtuvo una configuración óptima al combinar la orientación 1 a 4.09 y la orientación 2 a
6.81 grados de giro y un tiempo de curado de 32 días, la deseabilidad compuesta es de
0.8323 y la variabilidad de las propiedades es 99.95 por ciento.
Keywords
RESINA EPOXI, FIBRAS DE CHAMBIRA, MSR, BOX-BEHNKEN, PROPIEDADES MECÁNICAS, DESEABILIDAD