Análisis paramétrico determinista y aleatorio de problemas dinámicos en estructuras aeroespaciales

Los fenómenos dinámicos pueden poner en peligro la integridad de estructuras aeroespaciales y los ingenieros han desarrollado diferentes estrategias para analizarlos. Uno de los grandes problemas que se plantean en la ingeniería es cómo atacar un problema dinámico estructural. En la presente tesis se plantean distintos fenómenos dinámicos y se proponen métodos para estimar o simular sus comportamientos mediante un análisis paramétrico determinista y aleatorio del problema. Se han propuesto desde problemas sencillos con pocos grados de libertad que sirven para analizar las diferentes estrategias y herramientas a utilizar, hasta fenómenos muy dinámicos que contienen comportamientos no lineales, daños y fallos. Los primeros ejemplos de investigación planteados cubren una amplia gama de los fenómenos dinámicos, como el análisis de vibraciones de elementos másicos, incluyendo impactos y contactos, y el análisis de una viga con carga armónica aplicada a la que también se le añaden parámetros aleatorios que pueden responder a un desconocimiento o incertidumbre de los mismos. Durante el desarrollo de la tesis se introducen conceptos y se aplican distintos métodos, como el método de elementos finitos (FEM) en el que se analiza su resolución tanto por esquemas implícitos como explícitos, y métodos de análisis paramétricos y estadísticos mediante la técnica de Monte Carlo. Más adelante, una vez ya planteadas las herramientas y estrategias de análisis, se estudian fenómenos más complejos, como el impacto a baja velocidad en materiales compuestos, en el que se busca evaluar la resistencia residual y, por lo tanto, la tolerancia al daño de la estructura. Se trata de un suceso que puede producirse por la caída de herramienta, granizo o restos en la pista de aterrizaje. Otro de los fenómenos analizados también se da en un aeropuerto y se trata de la colisión con un dispositivo frangible, el cual tiene que romperse bajo ciertas cargas y, sin embargo, soportar otras. Finalmente, se aplica toda la metodología planteada en simular y analizar un posible incidente en vuelo, el fenómeno de la pérdida de pala de un turbohélice. Se trata de un suceso muy particular en el que la estructura tiene que soportar unas cargas complejas y excepcionales con las que la aeronave debe ser capaz de completar con éxito el vuelo. El análisis incluye comportamientos no lineales, daños, y varios tipos de fallos, y en el que se trata de identificar los parámetros clave en la secuencia del fallo. El suceso se analiza mediante análisis estructurales deterministas más habituales y también mediante otras técnicas como el método de Monte Carlo con el que se logran estudiar distintas incertidumbres en los parámetros con variables aleatorias. Se estudian, entre otros, el tamaño de pala perdida, la velocidad y el momento en el que se produce la rotura, y la rigidez y resistencia de los apoyos del motor. Se tiene en cuenta incluso el amortiguamiento estructural del sistema. Las distintas estrategias de análisis permiten obtener unos resultados valiosos e interesantes que han sido objeto de distintas publicaciones. ABSTRACT Dynamic phenomena can endanger the integrity of aerospace structures and, consequently, engineers have developed different strategies to analyze them. One of the major engineering problems is how to deal with the structural dynamics. In this thesis, different dynamic phenomena are introduced and several methods are proposed to estimate or simulate their behaviors. The analysis is considered through parametric, deterministic and statistical methods. The suggested issues are from simple problems with few degrees of freedom, in order to develop different strategies and tools to solve them, to very dynamic phenomena containing nonlinear behaviors failures, damages. The first examples cover a wide variety of dynamic phenomena such as vibration analysis of mass elements, including impacts and contacts, and beam analysis with harmonic load applied, in which random parameters are included. These parameters can represent the unawareness or uncertainty of certain variables. During the development of the thesis several concepts are introduced and different methods are applied, such as the finite element method (FEM), which is solved through implicit and explicit schemes, and parametrical and statistical methods using the Monte Carlo analysis technique. Next, once the tools and strategies of analysis are set out more complex phenomena are studied. This is the case of a low-speed impact in composite materials, the residual strength of the structure is evaluated, and therefore, its damage tolerance. This incident may occur from a tool dropped, hail or debris throw on the runway. At an airport may also occur, and it is also analyzed, a collision between an airplane and a frangible device. The devise must brake under these loads, however, it must withstand others. Finally, all the considered methodology is applied to simulate and analyze a flight incident, the blade loss phenomenon of a turboprop. In this particular event the structure must support complex and exceptional loads and the aircraft must be able to successfully complete the flight. Nonlinear behavior, damage, and different types of failures are included in the analysis, in which the key parameters in the failure sequence are identified. The incident is analyzed by deterministic structural analysis and also by other techniques such as Monte Carlo method, in which it is possible to include different parametric uncertainties through random variables. Some of the evaluated parameters are, among others, the blade loss size, propeller rotational frequency, speed and angular position where the blade is lost, and the stiffness and strength of the engine mounts. The study does also research on the structural damping of the system. The different strategies of analysis obtain valuable and interesting results that have been already published

Emotional distress and quality of life in people with diabetes and their families

Objetivo: La experiencia de vivir a diario con la diabetes puede incidir negativamente en la calidad de vida de las personas con esta enfermedad y de sus familiares. En este trabajo presentamos los resultados del estudio DAWN2 para España en relación con la calidad de vida y el bienestar emocional de las personas con diabetes y sus familiares. Métodos: El estudio DAWN2 es un estudio observacional transversal. En este trabajo hemos utilizado la muestra española de pacientes (N = 502) y familiares (N = 123). Resultados: El 13,9% de los pacientes presenta riesgo de una posible depresión, y un 50,0% de las personas con diabetes y el 45,5% de los familiares refieren un alto nivel de estrés emocional asociado a la diabetes. Conclusiones: Las personas con diabetes experimentan altos niveles de estrés y el impacto psicosocial de la diabetes alcanza también a los familiares.Objective: The daily experience of living with diabetes can adversely affect the quality of life of people with diabetes and their families. We present the results for Spain of the DAWN2 study related to quality of life and wellbeing of patients and their families. Methods: The DAWN2 study is an observational, cross-sectional study. In the present study, we used the Spanish sample of patients (N = 502) and their relatives (N = 123). Results: A total of 13.9% of patients were at risk of possible depression while 50.0% of people with diabetes and 45.5% of family members reported a high level of diabetes-related emotional stress. Conclusions: People with diabetes experience high levels of stress and the psychosocial impact of diabetes also affects family members.Novo Nordisk Pharma, S.A

Exoplanet atmospheres Characterization Observatory payload short-wave infrared channel: EChO SWiR

EChO (Exoplanet atmospheres Characterization Observatory), a proposal for exoplanets exploration space mission, is considered the next step for planetary atmospheres characterization. It would be a dedicated observatory to uncover a large selected sample of planets spanning a wide range of masses (from gas giants to super-Earths) and orbital temperatures (from hot to habitable). All targets move around stars of spectral types F, G, K, and M. EChO would provide an unprecedented view of the atmospheres of planets in the solar neighbourhood. The consortium formed by various institutions of different countries proposed as ESA M3 an integrated spectrometer payload for EChO covering the wavelength interval 0.4 to 16 µm. This instrument is subdivided into 4 channels: a visible channel, which includes a fine guidance system (FGS) and a VIS spectrometer, a near infrared channel (SWiR), a middle infrared channel (MWiR), and a long wave infrared module (LWiR). In addition, it contains a common set of optics spectrally dividing the wavelength coverage and injecting the combined light of parent stars and their exoplanets into the different channels. The proposed payload meets all of the key performance requirements detailed in the ESA call for proposals as well as all scientific goals. EChO payload is based on different spectrometers covering the spectral range mentioned above. Among them, SWiR spectrometer would work from 2.45 microns to 5.45 microns. In this paper, the optical and mechanical designs of the SWiR channel instrument are reported on

Rediseño de un carro "picking" siguiendo criterios ergonómicos y de análisis de impacto ambiental

El presente Trabajo Fin de Máster tiene por objeto el rediseño de un carro de trabajo de almacén logístico siguiendo criterios ergonómicos y ambientales, con el fin último de mejorar las condiciones de salud y seguridad de los trabajadores que utilizan el aparato, y conseguir un nuevo producto más respetuoso con los estándares de medio ambiente de la normativa actual. Para ello se realizará un estudio de dimensiones ergonómicas del modelo de carro que se usa actualmente y se tratará de modificar dichas dimensiones para ajustarse a los usuarios y ofrecerles una calidad y comodidad mayor en su labor diaria. Asimismo, se evaluará el impacto ambiental del carro actual y se propondrán medidas de mejora, principalmente de materiales, para reducir dichos impactos. El producto presentado consistirá en un prototipo rápido en el que se habrán implementado todas las mejoras desarrolladas tras los estudios y análisis correspondientes. Se adjuntarán los planos de fabricación y el presupuesto estimado de los costes de producción.Armendáriz Olcoz, I. (2015). Rediseño de un carro "picking" siguiendo criterios ergonómicos y de análisis de impacto ambiental. Universitat Politècnica de València. http://hdl.handle.net/10251/58324Archivo delegad

Deberes de calidad vs deberes de cantidad.

Este trabajo introduce al lector en uno de los temas controvertidos de la educación: la conveniencia de programar unos deberes que motiven al alumno y hagan aumentar su interés por la asignatura. El objetivo principal de esta investigación es justificar y reclamar que se programen menos cantidad de deberes escolares pero, de calidad. Con el propósito de llevar a cabo esta investigación, primero se realiza una revisión bibliográfica profunda, que permita al lector disponer de información suficiente sobre el tema. Segundo, a partir de los resultados mostrados, se inicia una serie de entrevistas a docentes de educación primaria en activo, que servirán para ir sacando conclusiones sobre las opiniones de los profesionales de la educación. Encuestas realizadas a docentes y padres de alumnos de cinco centro educativos diferentes configuran la investigación. A partir de los datos obtenidos, y analizados los resultados, se justifica que programando unos deberes extraescolares de forma diferente, se mejora el rendimiento académico del alumno

Fatigue strength validation for CFRP composites

Fibre-reinforced Polymer Composites (FRPCs) are used today instead of isotropic and conventional materials as a result of their high specific stiffness and strength. As a result, they are often selected for weight-critical structural applications such as aircraft, launch vehicles, or space satellites. In addition, FRPCs possess superior formability properties that ease the development of tailored designs and are increasingly used in applications such as wind turbines rotor blades. Concerning fatigue, FRPCs are considered sometimes as fatigue insensitive, but this is only valid if design strain levels are kept low (4000 u.s is for instance the typical level used for carbon reinforced composites in the aircraft industry). Actually, fatigue in FRPCs is quite a complex phenomenon caused by the different types of damage that can occur (fibre fracture,matrix cracking, fibre buckling, fibre-matrix interface failure, delamination, interactions between several damage types), and the inherent heterogeneity and large number of configurations (multitude of fibres, matrices, manufacturing methods, stacking sequences, etc.) of these materials

Fatigue strength validation for CFRP composites

Fibre-reinforced Polymer Composites (FRPCs) are used today instead of isotropic and conventional materials as a result of their high specific stiffness and strength. As a result, they are often selected for weight-critical structural applications such as aircraft, launch vehicles, or space satellites. In addition, FRPCs possess superior formability properties that ease the development of tailored designs and are increasingly used in applications such as wind turbines rotor blades. Concerning fatigue, FRPCs are considered sometimes as fatigue insensitive, but this is only valid if design strain levels are kept low (4000 u.s is for instance the typical level used for carbon reinforced composites in the aircraft industry). Actually, fatigue in FRPCs is quite a complex phenomenon caused by the different types of damage that can occur (fibre fracture,matrix cracking, fibre buckling, fibre-matrix interface failure, delamination, interactions between several damage types), and the inherent heterogeneity and large number of configurations (multitude of fibres, matrices, manufacturing methods, stacking sequences, etc.) of these materials

Influence of manufacturing defects on the mechanical behaviour of all-composite wing under service load conditions

In this paper, the damage behaviour of aerospace composite structures has been studied. The analysed structure is an all-composite wing with inter-laminar manufacturing induced damage. The manufacturing induced delaminations are located at the leading edge on the extrados and in the area near the fuselage. Different analyses have been performed to correctly predict the pre-existent damages evolution under service loading conditions. Preliminary linear buckling analyses have been performed to check for instability of the delaminations under service loads; then the risk of delaminations? propagation has been evaluated by means of a Virtual Crack Closure Technique based approach