Estudio de la defectología en ruedas ferroviarias

El objetivo principal de este proyecto es determinar los defectos presentes en los aceros utilizados en la producción de ruedas ferroviarias y los métodos existentes para reducir su número lo máximo posible, aunque como es sabido es imposible la fabricación de un material libre de defectos. Para conocer los tipos de defectos que pueden producirse en las ruedas debido en gran medida a la presencia de inclusiones en los aceros, se van a desarrollar todos los principales tipos de fallos que existen en las ruedas. Conociendo los tipos de fallos en ruedas se puede idear un plan de mantenimiento de ruedas ayudado por la información aportada por programas de elementos finitos sobre el daño acumulado en ruedas en servicio. Dependiendo de la tenacidad de fractura y de la microestructura de la rueda, las fisuras que nuclean principalmente en las inclusiones podrán crecer o permanecer en la fase de nucleación hasta que la rueda agote su vida. Por tanto se estudiarán los valores de tenacidad de fractura en ruedas, relacionando fallos en ruedas con este parámetro y con la microestructura. Finalmente se desarrollarán los métodos de producción del acero y los métodos existentes para aumentar la calidad del acero, eliminando lo máximo posible el número de inclusiones. En este apartado se detallarán la composición, distribución de tamaños, localizaciones y fuentes de dichas inclusiones.Ingeniería Industria

Determinación de la carga mecánica máxima que soportan las bielas del motor de una camioneta Mazda Bt-50 Diésel mediante ensayos estáticos de esfuerzo experimental y por elementos finitos

Determinar la carga mecánica máxima a compresión que soportan las bielas del motor de una camioneta Mazda BT-50 diésel mediante ensayos estáticos de esfuerzos experimentales y por elementos finitos, en la máquina de ensayos universales y un programa de modelado y simulación computacional respectivamente.Esta investigación se la realiza en las bielas de la camioneta Mazda BT-50 diésel 2500cc por ser una de las más comercializada en el país, las bielas son una parte fundamental para el funcionamiento del motor es por esta razón que se debe realizar el análisis mecánico y metalúrgico para garantizar que estas cumplan con un factor de seguridad acorde al esfuerzo al cual están sometidas. En el capítulo 1. Se desarrolla la introducción del proyecto de tesis, en donde se formula el problema, se establecen los objetivos generales y específicos, así como la justificación de esta investigación para determinar la carga mecánica máxima que soportan las bielas del motor de una camioneta Mazda BT-50 diésel mediante ensayos estáticos de esfuerzo experimental y por elementos finitos. En el capítulo 2. Se redacta el marco teórico en el cual se detalla los tipos de bielas, materiales de manufactura de las mismas, partes, el proceso de fabricación, perfiles, tratamientos térmicos, además se explica acerca del funcionamiento de la máquina de ensayos universales, ensayos destructivos y no destructivos. En el capítulo 3. Denominado desarrollo de la propuesta, empezamos realizando un flujograma del proceso a seguir para la realización de los diferentes análisis en las bielas, luego se calcula la fuerza que se transmite al pistón en cada ciclo, se analiza el ciclo de explosión al ser el más crítico dentro del funcionamiento del motor después se realiza el estudio de las bielas en condiciones de columna, además se detalla cómo se realizó las micrografías, ensayos de dureza, ensayos no destructivos por tintas penetrantes y partículas magnéticas, finalmente se somete a las bielas a un ensayo experimental en la máquina de ensayos universales para determinar la carga mecánica máxima que estas soportan, estos resultados se comparan con los valores obtenidos en la simulación en SolidWorks, validando el estudio. En el capítulo 4. Se realiza la recopilación de los resultados obtenidos en los diferentes ensayos y se compara estos valores con los obtenidos en la simulación en SolidWorks, comparando la carga máxima que soportan las bielas original y alterna, así como el factor de seguridad respectivamente

Caracterización y simulación del comportamiento mecánico de aglomerantes vítreos para muelas de rectificado de alúmina

Este trabajo tiene como objetivo principal la caracterización del comportamiento mecánico de una muela de alúmina vitrificada. Nace de la necesidad por parte de los fabricantes de muelas abrasivas de obtener información que permita identificar los fenómenos de desgaste predominantes que suponen el desgaste prematuro de la herramienta durante el proceso de rectificado. Para la caracterización del material se realiza una serie de ensayos experimentales de flexión a 3 puntos. Se realiza, además, la simulación de un modelo computacional con el fin de caracterizar otras tipologías de muela sin la necesidad de llevar a cabo ensayos experimentales como los realizados. Se lleva a cabo un análisis visual a nivel microscópico de la fractura de las probetas de alúmina vitrificada ensayada con el fin de estudiar los fenómenos de desgaste predominantes.Lan honen helburu nagusia alumina beiraztatuzko harri baten portaera mekanikoa ezaugarritzea da. Harri urratzaileen fabrikatzaileek informazioa lortzeko duten beharretik sortzen da, artezketa-prozesuan erremintaren higadura goiztiarra dakarten higadura- fenomeno nagusiak identifikatzeko, eta, beraz, kostu gehigarria. Material konposatuen karakterizazio mekanikoari eta artezketa-prozesuaren modelizazioari dagokion bibliografia ondo aztertu ondoren, lanaren metodologia eta prozedura diseinatu eta egin da. Harri urratzaileen karakterizazio mekanikoa egingo da 3 puntuko flexio-saiakuntzaren bidez. Prismatikoak diren probetak aztertzen dira, eta horien konposizioa alumina beiraztatuzko harri urratzaile batena da. 2 ale urratzaile mota aztertzen dira, konbentzionalak edo polikristalinoak eta monokristalistak, harri urratzailearen propietate mekanikoetan kristal-egituraren eragina lortzeko. Azpimarratu behar da karakterizazio mekaniko hori esperimentalki zein zenbakizko simulazioaren bidez egiten dela, harri urratzaileko materialaren propietate mekanikoak zehaztu ahal izateko, etorkizunean harri-konposizio mota bakoitza esperimentalki entseatu behar izan gabe, eta zenbakizko simulazioa nahikoa izanik. Horrek harrien konfigurazio berriak prest jartzeko kostuak merkatzen ditu. Gainera, saiakuntza esperimentalen sentsorizazioa egiten da, indarra eta desplazamendua neurtuz, horietatik abiatuta hausturaren tentsioaren balioa eta materialaren modulu elastikoa lortzeko eta egitura kristalografiko motak harriaren portaera mekanikoan duen eragina aztertzeko. Bestalde, esperimentalki entseatutako probeten laginak hartzen dira eta Ikerketa Zerbitzu Orokorretako (SGIKER) espektroskopia akoplatuen laborategi berezira eramaten dira (LASPEA). Bertan, haustura-aurpegiaren ikuskapen bisuala egiten da, SEM irudiak hartuz eta EDAX analisia eginez. Horrela, maila mikroskopikoan aztertzen dira materialaren haustura nagusitzen eta errazten duten higadura-fenomenoak, bai eta horien konposizioaren eragina ere. Azkenik, saiakuntza esperimentalen, ikus-analisi mikroskopikoen eta simulazio konputazionalen blokean aipatutako alderdiak aztertu ondoren, emaitza batzuk lortu eta konparatu egiten dira ondorio batzuk ateratzeko. Gainera, honekin, harri urratzaileen portaera mekanikoaren eta etorkizuneko lanetan higaduraren izaeraren azterketan aurrera egteko azterketa-puntu batzuk ezartzen dira.The objective of this work is the characterization of the vitrified alumina grinding wheel mechanical behavior. It arises from the need of grinding wheel manufacturers to obtain information to identify the predominant wear phenomena. This information may allow to reduce the tool premature wear during the grinding process and, therefore, to reduce this additional cost. Initially, an exhaustive analysis of the state of the art in relation to the composite materials mechanical characterization and the grinding process modeling is carried out. The grinding wheels mechanical behavior characterization by performing flexural tests is obtained from of the 3-point bending test. Prismatic specimens of vitrified alumina are analyzed. Two types of abrasive grains are tested, conventional or polycrystalline and monocrystalline, in order to obtain the influence of the crystalline structure on the grinding wheel mechanical properties. This mechanical characterization is carried out both experimentally and numerically, in order to be able to determine the grinding wheel mechanical properties without having to experimentally test each type of wheel composition in the future, being sufficient its numerical simulation. This reduces the costs for the development of new wheel configurations. In addition, the sensorization of the experimental tests is carried out, measuring force and displacement, to obtain from them the value of the fracture stress and the elastic modulus of the material and to study the influence of the crystallographic structure type on the grinding wheel mechanical behavior. On the other hand, samples of the experimentally tested specimens are taken to the singular laboratory of coupled multispectroscopy (LASPEA) of the General Research Services (SGIKER). There, a visual inspection of the fracture face is carried out by SEM and EDAX analysis. In this way, the wear phenomena that predominate and favor the fracture of the material, as well as the influence of its composition, are studied at a microscopic level. Finally, results are obtained and compared to reach conclusions. Furthermore, some future study points are established to advance in the study of the mechanical behavior of grinding wheels and the nature of the wear

Laboratorio de materiales cerámicos estructurales. División cerámicos-INTEMA

Se presentan la localización geográfica, organización,actividades y facilidades de la División Cerámicos del INTEMA y, en particular, del Laboratorio de materiales cerámicos estructurales. Se incluyen las principales líneas de investigación: cerámicos para electrónica, biocerámicos, cerámicos estructurales, mecanoquímica, recubrimientos.Fil: Camerucci, Maria Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Tomba Martinez, Analia Gladys. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Cavalieri, Ana Lia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; Argentin

Investigación sobre el diseño biomédico adaptativo, la optimización topológica y el desarrollo de nuevos materiales y procesos de fabricación aditiva, para la generación de nuevas soluciones personalizadas de alto valor añadido en el sector salud. AMedico

Proyecto financiado dentro de la Convocatoria del Programa Asturias de ayudas a Centros Tecnológicos en el Principado de Asturias durante el período 2016-2017 de la Consejería de Empleo, Industria y Turismo, Nº de expediente: IDI/2016/00023

Influencia de la microestructura en el ángulo de la grieta cono

Doble titulacióLos materiales cerámicos están presentes a nivel industrial por sus buenas propiedades de dureza, térmicas y tribológicas; pero presentan fragilidad intrínseca. Esta fragilidad es una limitación, en particular para aplicaciones que implican cargas localizadas. Bajo contacto, la generación y propagación de la grieta puede comprometer la integridad estructural de la pieza. Así, la geometría de la grieta producida por contacto (longitud, ángulo) tiene influencia directa en la fiabilidad del componente. Es, por eso, crítico conocer la variación de este ángulo con la microestructura, al fin de poder mejorar le vida en uso de los materiales cerámicos. El objetivo de este proyecto es observar la influencia de la microestructura de las cerámicas avanzadas sobre la trayectoria de una grieta producida bajo indentación Hertziana. Se estudió la variación de ángulo y de longitud de la grieta cono formada por indentación en vidrios con varios coeficientes de Poisson, alúmina con varios tamaños de grano y compuestos gradiente alúmina/vidrio. Uno de los materiales gradiente fue producido por percolación, los otros dos fueron procesados por plasma spray con diferentes tratamientos térmicos. Se estableció un protocolo experimental de pulido y preparación superficial con el fin de tener la misma cantidad de defectos en todas las muestras y así reducir la dispersión de resultados, y se hizo un estudio de convergencia de resultados para optimizar el pulido para cada material. Con el objeto de observar la grieta cono, la muestra cortada fue desbastada transversalmente hasta el centro del cono. Así mismo se efectuó un estudio numérico sobre la influencia del ángulo de la cara desbastada en la medida del ángulo de la grieta cono, demostrandose que no existe un error apreciable en las medidas para pequeñas desviaciones. Con el objeto de interpretar mejor los resultados, se caracterizaron mecánicamente los materiales, midiéndose el módulo de Young, el coeficiente de Poisson, la tenacidad y la dureza. Estos parámetros permitieron calcular la carga crítica para generación de grieta cono y realizar las indentaciones con la carga óptima. Los ensayos se efectuaron con una carga ligeramente superior a la crítica calculada para tener una grieta cono y evitar la fractura. Así se pudo ver que el daño casi-plástico aparece después de la formación de grieta. También se ha observado la aparición de doble cono para cargas más elevadas. Los resultados demostraron que la propagación de grieta en el vidrio depende del coeficiente de Poisson, tal y como se ha propuesto recientemente en la literatura. En el caso de la alúmina se vio que el ángulo de la grieta no sólo depende del módulo de Poisson, sino que también existen fenómenos de apantallamiento que modifican la trayectoria y longitud de la grieta. También se observó que para tamaños de grano grandes aparece una zona de deformación casi-plástica que puede modificar el campo de tensiones. Una vez caracterizado el comportamiento de los materiales frágiles bajo indentación Hertziana se efectúan los mismos ensayos para los materiales gradientes, observándose que presentan daño tipo cono para cargas comparables a la de la alúmina. Sin embargo, los mecanismos de deformación eran diferentes para el caso de los materiales producidos por spray de plasma debido a la microestructura en capas

Desarrollo de materiales laminados de alúmina-circona reforzados por tensiones residuales

Tesis doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Ciencias. Fecha de lectura: 19-07-200

Diseño de cojinetes de molino de bolas utilizando SolidWorks con FEM para disminuir fallas mediante reducción del flujo de calor

Las fallas que se producen en el cojinete del molino de bolas generalmente provocan el sobrecalentamiento, esto debido a la precisión insuficiente del raspado del cojinete. Si la temperatura en el molino es demasiado alta se reducirá la eficiencia de molienda y afectará la producción, disminuyendo la vida útil. De esta manera, mediante el método de elementos finitos, se evaluará el diseño de un cojinete con las medidas y ángulos indicados; por ende, la distribución de los puntos de contacto debe ser uniforme y continua, con una separación no superior a 29 mm para la correcta distribución de los puntos, evitando el aumento de temperatura y la degradación del molino. Asimismo, la presente investigación tiene como finalidad diseñar un cojinete para la correcta distribución de calor de un molino de bolas. Para ello se pretende utilizar el software SolidWorks enfocado en modelar piezas y ensambles en 3D y Ansys, orientado en el diseño, desarrollo y validación de sistemas complejos para la predicción del comportamiento de sistemas físicos en diversas áreas de la ingeniería. Finalmente, se diseñó el cojinete indicando una disminución de generación de calor de 14,29 %, obteniendo una mayor vida útil debido al menor desgaste y mayor eficiencia operativa por la disminución de fricción.Failures occurring in the bearing of the ball mill usually cause overheating, this due to insufficient accuracy of the bearing scraping. If the temperature in the mill is too high it will reduce the grinding efficiency and affect the production, decreasing the service life. Thus, by means of the finite element method, the design of a bearing with the indicated measures and angles will be evaluated; therefore, the distribution of the contact points must be uniform and continuous, with a separation of no more than 29 mm for the correct distribution of the points, avoiding the increase of temperature and the degradation of the mill. Likewise, the present research aims to design a bearing for the correct heat distribution of a ball mill. For this purpose, it is intended to use SolidWorks software focused on modeling parts and assemblies in 3D and Ansys, oriented in the design, development and validation of complex systems for the prediction of the behavior of physical systems in various areas of engineering. Finally, the bearing was designed indicating a decrease in heat generation of 14.29 %, obtaining a longer service life due to less wear and greater operating efficiency due to reduced friction