{rfName}
St

Licencia y uso

Icono OpenAccess

Altmetrics

Investigadores/as Institucionales

Fernandez AAutor o CoautorGonzalez CAutor (correspondencia)

Compartir

27 de junio de 2016
Publicaciones
>
Artículo
Bronze

Strength and toughness of structural fibres for composite material reinforcement

Publicado en: PHILOSOPHICAL TRANSACTIONS OF THE ROYAL SOCIETY A-MATHEMATICAL PHYSICAL AND ENGINEERING SCIENCES. 374 (2071): 20150274- - 2016-07-13 374(2071), DOI: 10.1098/rsta.2015.0274

Autores:

Herraez, M; Herraez, M; Fernandez, A; Fernandez, A; Lopes, C S; Lopes, C S; Gonzalez, C; Gonzalez, C
[+]

Afiliaciones

E.T.S. De Ingenieros De Caminos, Department of Materials Science, Madrid, Spain - Autor o Coautor
ETS Ingn Caminos, Dept Mat Sci, Madrid 28040, Spain - Autor o Coautor
IMDEA Mat, C Eric Kandel 2, Madrid 28906, Spain - Autor o Coautor
IMDEA Materials, C/Eric Kandel 2, Getafe, Madrid, Spain - Autor o Coautor
Ver más

Resumen

The characterization of the strength and fracture toughness of three common structural fibres, E-glass, AS4 carbon and Kevlar KM2, is presented in this work. The notched specimens were prepared by means of selective carving of individual fibres by means of the focused ion beam. A straight-fronted edge notch was introduced in a plane perpendicular to the fibre axis, with the relative notch depth being a0/D?0.1 and the notch radius at the tip approximately 50?nm. The selection of the appropriate beam current during milling operations was performed to avoid to as much as possible any microstructural changes owing to ion impingement. Both notched and un-notched fibres were submitted to uniaxial tensile tests up to failure. The strength of the un-notched fibres was characterized in terms of the Weibull statistics, whereas the residual strength of the notched fibres was used to determine their apparent toughness. To this end, the stress intensity factor of a fronted edge crack was computed by means of the finite-element method for different crack lengths. The experimental results agreed with those reported in the literature for polyacrylonitrile-based carbon fibres obtained by using similar techniques. After mechanical testing, the fracture surface of the fibres was analysed to ascertain the failure mechanisms. It was found that AS4 carbon and E-glass fibres presented the lower toughness with fracture surfaces perpendicular to the fibre axis, emanating from the notch tip. The fractured region of Kevlar KM2 fibres extended along the fibre and showed large permanent deformation, which explains their higher degree of toughness when compared with carbon and glass fibres. This article is part of the themed issue 'Multiscale modelling of the structural integrity of composite materials'.© 2016 The Author(s).
[+]

Palabras clave

focused ion beamfracture toughnessmicromechanicsCarbon-fibersCracksFocused ion beamFracture toughnessFracture-toughnessMicromechanicsStructural fibres

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista PHILOSOPHICAL TRANSACTIONS OF THE ROYAL SOCIETY A-MATHEMATICAL PHYSICAL AND ENGINEERING SCIENCES debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia WoS (JCR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2016, se encontraba en la posición 14/63, consiguiendo con ello situarse como revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoría Multidisciplinary Sciences.

Desde una perspectiva relativa, y atendiendo al indicador del impacto normalizado calculado a partir de las Citas Mundiales proporcionadas por WoS (ESI, Clarivate), arroja un valor para la normalización de citas relativas a la tasa de citación esperada de: 1.21. Esto indica que, de manera comparada con trabajos en la misma disciplina y en el mismo año de publicación, lo ubica como trabajo citado por encima de la media. (fuente consultada: ESI 13 Nov 2025)

Esta información viene reforzada por otros indicadores del mismo tipo, que aunque dinámicos en el tiempo y dependientes del conjunto de citaciones medias mundiales en el momento de su cálculo, coinciden en posicionar en algún momento al trabajo, entre el 50% más citados dentro de su temática:

  • Media Ponderada del Impacto Normalizado de la agencia Scopus: 1.92 (fuente consultada: FECYT Mar 2025)

De manera concreta y atendiendo a las diferentes agencias de indexación, el trabajo ha acumulado, hasta la fecha 2026-04-24, el siguiente número de citas:

  • WoS: 39
  • Scopus: 50
  • Europe PMC: 1
  • Google Scholar: 42
[+]

Impacto y visibilidad social

Desde la dimensión de Influencia o adopción social, y tomando como base las métricas asociadas a las menciones e interacciones proporcionadas por agencias especializadas en el cálculo de las denominadas “Métricas Alternativas o Sociales”, podemos destacar a fecha 2026-04-24:

  • El uso, desde el ámbito académico evidenciado por el indicador de la agencia Altmetric referido como agregaciones realizadas por el gestor bibliográfico personal Mendeley, nos da un total de: 87.
  • La utilización de esta aportación en marcadores, bifurcaciones de código, añadidos a listas de favoritos para una lectura recurrente, así como visualizaciones generales, indica que alguien está usando la publicación como base de su trabajo actual. Esto puede ser un indicador destacado de futuras citas más formales y académicas. Tal afirmación es avalada por el resultado del indicador “Capture” que arroja un total de: 86 (PlumX).

Con una intencionalidad más de divulgación y orientada a audiencias más generales podemos observar otras puntuaciones más globales como:

  • El Score total de Altmetric: 5.

Es fundamental presentar evidencias que respalden la plena alineación con los principios y directrices institucionales en torno a la Ciencia Abierta y la Conservación y Difusión del Patrimonio Intelectual. Un claro ejemplo de ello es:

  • El trabajo se ha enviado a una revista cuya política editorial permite la publicación en abierto Open Access.
  • Asignación de un Handle/URN como identificador dentro del Depósito en el Repositorio Institucional: https://oa.upm.es/92605/

Como resultado de la publicación del trabajo en el repositorio institucional, se han obtenido datos estadísticos de uso que reflejan su impacto. En términos de difusión, podemos afirmar que, hasta la fecha

  • Visualizaciones: 62
  • Descargas: 18
[+]

Análisis de liderazgo de los autores institucionales

Existe un liderazgo significativo ya que algunos de los autores pertenecientes a la institución aparecen como primer o último firmante, se puede apreciar en el detalle: Último Autor (GONZALEZ MARTINEZ, CARLOS DANIEL).

el autor responsable de establecer las labores de correspondencia ha sido GONZALEZ MARTINEZ, CARLOS DANIEL.

[+]

Objetivos del proyecto

Los objetivos perseguidos en esta aportación se centran en caracterizar y evaluar las propiedades mecánicas de fibras estructurales para refuerzo de materiales compuestos. Se busca analizar la resistencia y tenacidad a la fractura de fibras E-glass, AS4 carbono y Kevlar KM2 mediante ensayos de tracción uniaxial en especímenes con y sin muescas. Se pretende determinar la resistencia residual de las fibras muescadas para calcular su tenacidad aparente utilizando el factor de intensidad de esfuerzos obtenido por elementos finitos. Además, se aspira a caracterizar los mecanismos de fallo mediante el análisis de la superficie de fractura postensayo. Finalmente, se compara experimentalmente la tenacidad de las fibras estudiadas con datos reportados en la literatura para fibras de carbono basadas en poliacrilonitrilo.
[+]

Resultados más relevantes

El estudio presenta la caracterización de la resistencia y tenacidad a la fractura de fibras estructurales comunes: E-glass, AS4 carbono y Kevlar KM2. Se prepararon especímenes con muescas mediante haz iónico focalizado con una profundidad relativa a0/D ≈ 0.1 y radio de muesca de 50 nm. La resistencia de fibras sin muesca se analizó mediante estadística de Weibull, mientras que la tenacidad aparente se determinó a partir de la resistencia residual de fibras con muesca y el factor de intensidad de tensión calculado por elementos finitos. Los resultados experimentales coinciden con datos previos para fibras de carbono basadas en poliacrilonitrilo. Se observó que AS4 carbono y E-glass presentan menor tenacidad con fracturas perpendiculares al eje, mientras que Kevlar KM2 muestra mayor tenacidad y deformación permanente a lo largo de la fibra.
[+]