Metodología para identificar las propiedades mecánicas de la membrana basada en ensayos no destructivos - Lima-Rodríguez, Antonia María (UMA Editorial, 2023)
Los materiales delgados tipo film están presentes en multitud de problemas ingenieriles. Entre los campos en los que se puede destacar su uso se encuentran: el de los instrumentos musicales, que utilizan un material de pequeño espesor para generar el sonido, el campo de los microdispositivos o el de la biomecánica. Dentro de este último campo, se puede mencionar el caso concreto de la membrana timpánica. Las propiedades mecánicas de estos materiales son difíciles de obtener debido a sus características, son materiales de pequeño espesor y pequeña rigidez, y los ensayos tradicionales no siempre son adecuados para caracterizarlos. Además, para estos materiales los ensayos tradicionales muchas veces implican la destrucción del material. Esto es poco deseable en determinadas situaciones, como es el de los materiales biológicos, debido a la poca disponibilidad de muestras. Una solución para caracterizar estos materiales, es buscar un ensayo no destructivo, basado en el comportamiento dinámico de la membrana. Cuando una membrana es sometida a una excitación dinámica, ésta responde vibrando en un rango de pequeños desplazamientos y pequeñas deformaciones. Los modos de vibración presentes en la respuesta se pueden relacionar con las propiedades mecánicas del material. Para ello es necesario conocer el comportamiento dinámico de la membrana y los diferentes factores o parámetros que influyen en su respuesta. Esto no es un problema sencillo, la interacción de las ondas sonoras y la respuesta de la membrana es un proceso complejo (acoplamiento acústico-mecánico), que es necesario conocer. Debido a la necesidad de determinar las propiedades mecánicas de los materiales tipo membrana, y teniendo en cuenta que en muchas ocasiones no son adecuados los ensayos tradicionales y destructivos, en este trabajo se propone configurar un ensayo no destructivo con la finalidad de determinar el módulo de Young del material, basado en ensayos vibroacústicos.
Keywords: Ciencia de los materiales- Tesis doctorales; mecánica de medios continuos; medida de propiedades mecánicas; propiedades mecánicas de materiales; ensayo de materiales