Resumo

PATINO ARCILA, Iván David. Nuevo enfoque para simulaciones de llenado de preformas doble-escala usando BEM para manufactura de compuestos. Rev.fac.ing.univ. Antioquia [online]. 2023, n.107, pp.66-79.  Epub 14-Jul-2023. ISSN 0120-6230.  https://doi.org/10.17533/udea.redin.20220783.

Algunos refuerzos usados en la fabricación de piezas por Procesos de Moldeo Líquido (LCM) tienen una naturaleza de doble-escala, lo cual supone desbalances de flujo entre las mechas y canales a escala mesoscópica, lo cual, a su vez, causa defectos no controlados (vacíos, puntos secos, entre otros) y puede afectar considerablemente el comportamiento global del flujo durante el llenado de cavidades a escala macroscópica. En el presente trabajo, un nuevo enfoque para llevar a cabo simulaciones de llenado de refuerzos fibrosos de doble escala a nivel mesoscópico es propuesto. Éste consiste en imponer un gradiente de presión a lo largo de la Celda Representativa Unitaria, y condiciones de acople Stokes-Darcy entre los subdominios porosos y de fluido libre para determinar el llenado de los primeros. Contrariamente al enfoque tradicional, donde una presión uniforme es asumida en los canales y sólo el fluido en los medios porosos es modelado, el presente enfoque permite considerar el movimiento de fluido en los canales, presión capilar dependiente de la orientación, compresión y disolución del aire, y presión de vacío, de igual manera que capturar diferentes fenómenos de la evolución de vacíos intra-mechas: compresión, movilización a volumen constante y migración desde las mechas hacia el canal. Los vectores de velocidad y líneas de corriente en los subdominios mechas y canal, cuando estos fenómenos tienen lugar, son analizados también.

Palavras-chave : Refuerzos fibrosos; moldeo líquido de compuestos; llenado multi-escala; elementos de frontera; polímeros.

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