Análisis resistente mediante Elementos Finitos del cigüeñal de un motor de combustión

El presente trabajo fin de grado consistirá en el análisis del comportamiento resistente del cigüeñal de un motor de combustión de cuatro tiempos de un automóvil a través del Método de Elementos Finitos (MEF o FEA, por sus siglas en inglés). En el proyecto en primer lugar se realizará un análisis estático de las situaciones más desfavorables en las que trabaja el cigüeñal. Considerando las temperaturas máximas y las fuerzas que ejercen los pistones, se obtendrán los valores de desplazamiento y tensiones que se producen en el ciclo de funcionamiento. Por otra parte se realizará un estudio del daño a fatiga que pueda existir como consecuencia de las cargas que actúan sobre el cigüeñal. Al tratarse de un Trabajo de Fin de Grado no se puede llevar a cabo un análisis completo de un proyecto real, por lo que no se han tenido en cuenta efectos dinámicos, de régimen transitorio y vibraciones entre otras cosas

Diseño de estructura mixta (acero y hormigón) singular para cubierta de estadio deportivo

Diseño, cálculo y detalle constructivo de una estructura singular para una cubierta de un estadio deportivo de grandes dimensiones. Se plantea una estructura de cubierta tubular con geometría curva, constituida en los graderíos laterales por voladizos independientes formados por celosías tubulares de canto variable. Sobre las celosías se disponen las correas de apoyo de la cubierta. En los graderíos frontales, la cubierta estará constituida por arcos completos, de celosía tubular, atirantados a postes en las cuatro esquinas. La altura de los postes garantiza el buen comportamiento estructural, y tienen una inclinación hacia el exterior para compensar el tiro de los cables. Toda la estructura de la cubierta se apoya sobre pilares perimetrales metálicos. La cimentación está constituida por zapatas prismáticas aisladas, atadas mediante las correspondientes riostras. El diseño final satisface la normativa vigente (CTE y EHE08). También se realizan todos los detalles constructivos correpondientes a las uniones y a los anclajes a la cimentación

Simulación mediante elementos finitos del comportamiento de un clavo intramedular para fracturas de tibia

El objetivo fundamental de este proyecto consiste en el análisis mediante Elementos Finitos (EF) del comportamiento biomecánico del hueso tibial y las variaciones que se producen en el mismo como resultado de la inserción de un clavo intramedular como consecuencia de una fractura tibial. Para ello se realiza un modelo de EF de una tibia sana para estudiar su comportamiento mecánico ante diversos procesos de carga. Posteriormente, se realiza un modelo de EF de un clavo intramedular comercial para simular un ensayo de flexión de tres puntos y se valida con los resultados obtenidos mediante ensayos experimentales de cara a caracterizar su rigidez. Del mismo modo, se simula mediante EF la tibia con el clavo intramedular insertado para analizar las modificaciones en el comportamiento biomecánico de una tibia operada. Por último, se realiza un análisis comparativo de resultados entre el modelo sano y el modelo fracturado con clavo, extrayendo las conclusiones oportunas en lo que se refiere a la capacidad resistente y de estabilización del clavo intramedular analizado

Diseño de estructura mixta (acero y hormigón) singular para bodega de crianza

El objetivo de este proyecto es el diseño, cálculo y detalle constructivo de una estructura singular mixta (en acero y hormigón armado) para una instalación correspondiente a una bodega de crianza vitivinícola. Se plantea una estructura de cubierta tubular con geometría cilíndrica modular en forma de diamante, repetida para cubrir tres vanos iguales de 15 metros de luz por 135 metros de longitud, con una superficie cubierta total de 6075 metros cuadrados, suficiente para el uso previsto, a los que hay que añadir el porche de entrada. Toda la estructura de cubierta será diáfana, con pilares solamente en el perímetro, para lo cual irá colgada de una superestructura externa formada por arcos portantes y péndolas de cuelgue que harán el papel estructural de los pilares interiores eliminados. Los arcos portantes quedarán vistos, bajando hasta el apoyo de la cimentación, que estará constituida por zapatas prismáticas aisladas, atadas mediante las correspondientes riostras. Los pilares perimetrales serán de hormigón armado y de sección circular, rematados con un capitel metálico que servirá de arranque a los perfiles tubulares de cubierta. El diseño final deberá satisfacer la normativa vigente para esta tipología estructural (Código técnico de la Edificación y EHE 08 Instrucción de Hormigón Estructural). Una vez verificado el diseño final, se realizarán todos los detalles constructivos correspondientes a las uniones y a los anclajes de cimentación. Para darle verosimilitud el proyecto se dota de pliego de condiciones, estudio de seguridad y salud, presupuesto y memoria descriptiva de alguna instalación adicional

Análisis del comportamiento biomecánico de un clavo intramedular para fracturas de fémur mediante elementos finitos

El objeto principal del presente proyecto es la simulación mediante elementos finitos del comportamiento biomecánico de un fémur, ante la implantación de un clavo intramedular en los tipos de fractura más comunes en la práctica clínica. En primer lugar, se realiza un modelo elementos finitos del fémur para estudiar su comportamiento mecánico, que servirá de referencia frente a los modelos implantados. A continuación, se realiza un modelo de elementos finitos del clavo intramedular que posteriormente será implantado en el fémur para analizar el comportamiento ante diferentes fracturas de la diáfisis femoral. Por último, y tras la realización de cada modelo, se analizan los resultados de cada fractura extrayendo las conclusiones oportunas, de cara a realizar una comparación del comportamiento biomecánico del mismo con las diferentes fracturas simuladas

Cálculo de zapatas de grandes dimensiones para aerogeneradores

En el presente proyecto se ha realizado un estudio comparativo de zapatas flexibles cuadradas y circulares para la cimentación de aerogeneradores de grandes dimensiones. Estas zapatas han sido modelizadas mediante el programa NX I-DEAS, en el que el suelo está simulado mediante el método del coeficiente de balasto, esto es, aproximar el comportamiento del suelo mediante muelles. La zapata de hormigón ha sido creada por elementos finitos. Una vez diseñados los modelos, se han lanzado los cálculos en ABAQUS, donde se realiza un cálculo iterativo para la obtención de una solución convergente. Con los datos de ABAQUS se ha hecho un estudio de las reacciones y los esfuerzos internos de la zapata para el cálculo de elementos de refuerzo y las principales comprobaciones ante los efectos de punzonamiento y cortadura. De esta manera, se sabe si se necesitan elementos secundarios con los que reforzar la armadura principal. Como conclusión puede observarse que el comportamiento de las zapatas circulares reporta grandes beneficios en cuanto a reparto de tensiones en el terreno, esfuerzos internos y armado de la zapata comparadas con las cuadradas

Diseño y cálculo de una pasarela peatonal atirantada de estructura mixta acero-hormigón

El objetivo del proyecto es el diseño y cálculo estructural de una pasarela peatonal con atirantamiento tipo abanico, y estructura mixta acero hormigón. El trabajo incluye el diseño y cálculo del tablero de hormigón, cajón metálico y pilona de hormigón, así como de todos los detalles constructivos singulares. Se tendrá en cuenta toda la normativa de aplicación en este tipo de estructuras.<br /

Diseño y cálculo de pasarela peatonal mixta (acero-hormigón) atirantada de 200 metros de luz sobre el río Ebro a su paso por Zaragoza

El objeto de este proyecto fin de carrera es la realización de un proyecto de ejecución de una pasarela peatonal mixta hecha de acero y hormigón a su paso por Zaragoza, más en concreto entre el Puente de Santiago y el Puente de Piedra donde se juntan las calles de Paseo Echegaray y Florencio Jardiel. Se trata del diseño y cálculo de la pasarela; las pilonas, cables o cubierta de las aceras no son objeto del alcance de este proyecto. La elección de esta ubicación, es debida a que los únicos puentes con carril bici son el de “La Almozara” y el de “La Unión”. La zona elegida está en el medio de ambos además de estar en el centro de la ciudad, ser accesible y poder tener una vista bonita y diferente de la basílica del Pilar y de la Seo. La idea de la pasarela es dar otro punto de cruce entre la zona norte y sur de la ciudad para los transeúntes que quieran en sus ratos de ocio realizar un recorrido y tener una visión contemplativa y nueva de nuestra ciudad; por esta razón se han implantado dos miradores que nos permitan realizar nuestro cometido. El diseño de la pasarela es un guiño a Zaragoza y Aragón, ya que atravesarla supondría realmente la unión de dos zonas separadas tradicionalmente por el corte del cauce del río Ebro que serían el valle pirenaico y el valle del sistema ibérico. Se ha comenzado con el diseño de la pasarela pensando en un primer momento en lo adecuado de su emplazamiento, y cumpliendo las especificaciones técnicas del terreno y respetando la normativa vigente. La pasarela se ha diseñado sustentada por cables unidos a dos pilonas, supone un recorrido peatonal para peatones y bicicletas, con una anchura total de 5 metros. Una vez obtenido el diseño de la estructura y los espesores de cada una de las secciones de los perfiles de acero, se ha procedido a su cálculo estructural para poder analizar las posibles modificaciones del diseño inicial y con el fin de establecer las dimensiones finales de los perfiles que conforman la parte de acero, de acuerdo a la normativa de cálculo vigente. Dicho análisis de la estructura se realizará mediante un programa de elementos finitos (I-Deas) con el cual se determina el verdadero funcionamiento de la estructura. Una vez analizado y calculado el diseño de la estructura se ha realizado los planos generales

Diseño y análisis resistente de una estructura metálica de grandes dimensiones para instalación de logística

Diseño y análisis estructural completo de estructura metálica de grandes luces para instalación de logística con un programa de elementos finitos 3D (RFEM). Se trata de una estructura a base de cerchas metálicas con un hueco completamente abierto (sin pilares) en una de las fachadas. Consta de 2772 m2 distribuidos en 15 pórticos con modulación de 6 metros, con 33 metros de luz. La altura libre dentro de la nave es de 7 metros con 9.7 metros hasta la cumbrera (pendiente = 7%). Dispone de una puerta de grandes dimensiones (30x6 metros) total y permanentemente abierta, destinada al tránsito de camiones. El diseño y análisis de la estructura, se adaptará a las exigencias del cliente y al entorno en el que estará situada.El trabajo incluye el diseño y cálculo de la cubierta, columnas y cimentación, así como de todos los detalles constructivos singulares (uniones, anclajes).Se tendrá en cuenta toda la normativa de aplicación en este tipo de estructuras.<br /

Incorporating façade-specific climatic factors to improve the ISO 15927-3 characterisation of wind-driven rain spells: Dutch and Spanish case studies

ISO standard 15927-3 characterise episodic exposures of wind-driven rain (WDR) on building façades by identifying wetting intervals, referred to as spells. Spells separated by 96 h or more without WDR are considered, assuming that this interval is sufficient for evaporative losses to exceed prior rainwater gains. This approach ignores variations in evaporation due to the façade orientation and local environmental factors, which cause diverse drying intervals even for the same material. This study proposes an estimation of potential evaporation losses in façades, considering their orientation and local climate. Representative drying intervals and enhanced façade-specific WDR spells are identified by combining potential evaporation losses with the directional WDR exposure. The results at locations in The Netherlands and Spain demonstrates that the drying intervals can vary significantly depending on these factors (regardless of the surface materials), which suggests reconsidering the current 96-h ISO model to minimise uncertainties when characterising episodic WDR exposures