Determinación de propiedades mecánicas en materiales laminares a partir de un ensayo vibroacústico

Abstract

Una de las limitaciones que nos encontramos al trabajar con materiales laminares (tipo film) es la correcta determinación de sus propiedades mecánicas. Los ensayos experimentales usuales como el de tracción no son siempre adecuados para evaluarlas, existiendo casos donde el propio procedimiento del ensayo afecta a la validez de los resultados. En este trabajo se propone una metodología no destructiva para caracterizar estos materiales a partir de ensayos vibro-acústicos.

En general una membrana de un material dado responde a una excitación acústica (presión sonora) vibrando en un rango de pequeñas deformaciones. La vibración de la membrana es función de sus características dinámicas, a nivel de frecuencias y de modos de vibración propios. Esta respuesta, controlada la excitación a la que se somete la membrana, es medible, y por tanto puede ayudarnos a inferir sus características mecánicas.

Sin embargo, esto no es inmediato. La interacción entre las ondas sonoras y la respuesta de la membrana (acoplamiento mecánico-acústico) es compleja y requiere un estudio cuidadoso, ya que puede verse afectada por multitud de factores como las fuentes de sonido, los puntos de toma de medida o las magnitudes de las mismas, entre otros.

En este artículo se desarrolla una propuesta de ensayo experimental en la cual, analizados estos factores, nos permite dar respuesta al problema y obtener las propiedades mecánicas con una precisión mayor que en la de los ensayos clásicos. Se presentan además algunos ensayos preliminares que justifican la propuesta de trabajo.