Optimum design of a toroidal pressure vessel of composite material for gas (CNG) powered vehicles

In the present work to design is made, using numerical simulations, with the finite element method (FEM) to linear elastic analysis will be performed for the optimal design of a toroidal pressure vessel resistant, lightweight and capable of storing compressed natural gas (CNG) for vehicles. For the design the material AS/3501 (carbon fiber and epoxy matrix) is used, since there are studies th at indicate that, with this type of material, high resistances and better performance have been obtained than with metallic materials. The analysis will determine the influence exerted by the angular orientation of the layers in the strength of the laminate, in addition to the variation of stress, strain and displacement that occurs in the toroid, when it is subjected to pressure. The optimization of the volume of the material, will be made with the metaheuristic algorithm called Particles Swarm Optimization (PSO), which will use Threads in Java for the execution of the scripts developed in ANSYS for the analysis of the FEM and with which will be reduced computing times improving to the optimizer

Utilización de la técnica de los elementos discretos de tomografía sísmica

La tomografía es un sistema de obtención de imágenes internas de sólidos a los que no se tiene acceso directo. Esta técnica ha sido ya de enorme fecundidad en el campo del diagnostico médico. Hoy día el sistema sigue perfeccionandese y el presente trabajo se enmarca dentro de esta línea, con aplicaciones en el campo de la Ingeniería Civil, utilizando técnicas de discretización del medio investigado, así como la teoría de rayos. Los resultados obtenidos son esperanzadores, y es posible que en un corto espacio de tiempo esta técnica goce de la fiabilidad necesaria en el campo de la Ingeniería

Localización de reflectores mediante la utilización de la teoría de rayos a nivel dinámico

A partir de los años 60, comienza un desarrollo importante de los métodos que utilizan las características de reflexión del medio para la determinación de la estructura del subsuelo. Se han desarrollado técnicas muy precisas en el campo de la detección, fundamentalmente de recursos energéticos, pero aplicadas únicamente a nivel cinemática. Se intenta en este trabajo mostrar la posibilidad de utilizar la teoría de rayos a un segundo nivel, dinámico, para extraer más información del medio en menos tiempo, y, por lo tanto, con menor costo. Se ha utilizado el método de los elementos discretos triangulares = Since the sixties an important developmen of the methods which use the characteristics of environment reflexion for the determination of subsoil structure has taken place. Some very accurate technics have been developed in the detection field, principally energetic resources technics, but they have been only applied to a kinematic level. In this work we try to show the possibility of using ray theory in a second level: dinamic level, to get more information about the environment in less time, and so with less cost. The method of triangular discret elements has been used

Optimal Design of a Toroidal Pressure Vessel of Variable Thickness for Storing Hydrogen in Cars

El futuro vehicular estaría, dentro de dos tendencias energéticas que benefician al medio ambiente; almacenamiento en baterías de larga duración o almacenamiento de hidrogeno para usarse como combustible.  En el caso de la utilización de hidrogeno, este necesita almacenarse en un contenedor dentro del automóvil que le proporcione una autonomía mayor a la que se tendría con otros tipos de combustibles, como por ejemplo gas, diésel o gasolina. Los contenedores de composites, son ideales para solucionar esta problemática, en vista que la relación entre la resistencia y el peso son muy favorables frente a los contenedores metálicos. Una de las soluciones que en la actualidad se está estudiando, es el uso de contenedores a presión con forma de toroide, el cual se acopla muy bien a las especificaciones que actualmente tienen los automóviles. En el presente trabajo, se verá que un contenedor o recipiente a presión con forma de toroide tiene muchas ventajas evidentes sobre las formas tradicionales. Se ha utilizado el composite AS4D/9310 (Carbono-Epoxy) para la elaboración y se lo ha condicionado con el criterio de fallo de Tsai-Wu, mediante una simulación numérica por el Método de Elementos Finitos.The vehicle future would be, within two energy trends that benefit the environment; long-term battery storage or hydrogen storage for use as fuel. In the case of the use of hydrogen, this needs to be stored in a container inside the car that provides it with a greater autonomy than it would have with other types of fuels, such as gas, diesel or gasoline. The composite containers are ideal to solve this problem, since the relationship between resistance and weight is very favorable compared to metal containers. One of the solutions that is currently being studied is the use of pressure containers in the shape of a torus, which fits very well with the specifications that cars currently have. In the present work, it will be seen that a torus shaped container or pressure vessel has many obvious advantages over traditional forms. The AS4D / 9310 composite (Carbon-Epoxy) has been used for the elaboration and it has been conditioned with the Tsai-Wu failure criterion, through a numerical simulation by the Finite Element Method

Utilización de la técnica de los elementos discretos en tomografía sísmica

La tomografia es un sistema de obtención de imágenes internas de sólidos a los que no se tiene acceso directo. Ésta técnica ha sido ya de enorme fecundidad en el campo del diagnóstico médico. Hoy día el sistema sigue perfeccionandose y el presente trabajo se enmarca dentro de esta linea, con aplicaciones en el campo de la Ingeniería Civil, utilizando técnicas de discretización del medio investigado, así como la teoría de rayos. Los resultados obtenidos son esperanzadores, y es posible que en un corto espacio de tiempo esta técnica goce de la fiabilidad necesaria en el campo de la Ingeniería

Design of toroidal Pressure Vessels for Hydrogen Trains using FEM and Artificial intelligence Techniques

One of the main objectives in the design of HSS (Hydrogen Storage Systems) containers for trains is to be able to store hydrogen as a compressed gas at a pressure of 70MPa and to consider the stresses and fatigue cycles due to loading and unloading (type IV tanks). ); In addition, failure analysis by means of finite elements for the generation of toroidal models will be included in the study. Given that another aspect of the design is to be able to rationalize the price of HSS tanks, by optimizing the geometry and thickness of CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer), which generally represents 50% of the total price, and which It can be done through one of Ansys' own optimization methods that provides a reliable result at a high computational cost for each new container pattern that is modelled; Through the use of artificial intelligence techniques, a model will be created that has the capacity to learn from the characteristics of each new container model, but at a low computational cost and with a high level of reliability; the prediction methodology will be based on a regression and classification model through supervised learning and deep learning techniques through the use of artificial neural networks implemented on Keras, reliable results will be obtained that will speed up virtual tests in the design of a resistant container, light and with a high storage capacity. &nbsp