Curvas de dispersión aplicadas a la propagación de ondas guiadas en estructuras de sección circular hueca

The use of long tubular structures, such as fluid transmission pipes or structural support (civil area), are common in many industries (oil, petrochemical, power plants). These structures must guarantee reliability and absence of defects, requiring an adequate inspection method to ensure this. Its inspection, using conventional non-destructive tests, is expensive, difficult and sometimes impossible due to its length, inaccessibility to complete structures and dependence on the exact evaluation of defects; This is why many researchers consider the use of guided waves as an inspection method because it allows the use of waves with different properties for the detection of defects. These waves provide an attractive solution to this problem because they can be excited in one place in the structure and travel many meters. However, this method is made difficult by the presence of many possible wave modes, the majority being dispersive. In the present work, the characteristics of guided wave propagation in metallic structures of hollow circular section are studied, calculating the dispersion curves obtained by two work methodologies using finite elements, obtaining dispersion curves for a cylindrical section. Keywords: guided waves, nondestructive testing, dispersion curves.El uso de estructuras tubulares largas, como cañerías de transmisión de fluidos o soporte estructural (área civil), son habituales en muchas industrias (petroleras, petroquímicas, plantas de energía). Estas estructuras deben garantizar fiabilidad y ausencia de defectos, necesitando un método de inspección adecuado para asegurarlo. Su inspección, empleando ensayos no destructivos convencionales es costosa, difícil y a veces imposible por la longitud, inaccesibilidad a las estructuras completas y dependencia de la evaluación exacta de los defectos; motivo por el cual muchos investigadores consideran el uso de ondas guiadas como método de inspección porque permite utilizar ondas con diferentes propiedades para la detección de defectos. Estas ondas proporcionan una solución atractiva a este problema porque pueden excitarse en un lugar de la estructura y propagarse a muchos metros. Sin embargo, este método se dificulta por la presencia de muchos modos de onda posibles, siendo la mayoría dispersivos. En el presente trabajo se estudian las características de propagación de ondas guiadas en estructuras metálicas de sección circular hueca, calculando las curvas de dispersión obtenidas por dos metodologías de trabajo empleando elementos finitos, obteniéndose curvas de dispersión para una sección cilíndrica. Palabras clave: ondas guiadas, ensayo no destructivo, curvas de dispersión

Estudio de la propagación de ondas guiadas sobre un riel ferroviario

La propagación de ondas elásticas en estructuras donde por lo menos una de las dimensiones es mucho mayor que las otras dos, las llamadas ondas guiadas, es un tema actualmente vinculado atécnicas de Ensayos No Destructivos. Varios sistemas basados en este tipo de ondas permiten definir regiones con daño en forma rápida solo con una entrada que será emisora receptora, esto tiene gran ventaja en el estudio de estructuras de difícil acceso. Otra de las características de los métodos de detección de daño basados en la propagación de este tipo de ondas es que permite también escanear con rapidez grandes regiones de inspección. Existen muchas estructuras de gran interés en ingeniería, en las cuales se puede aplicar técnicas de inspección basadas en ondas guiadas, tubos, cables, rieles, recipientes a presión, entre otros. El estudio de este tipo de ondas fue iniciado por Lamba comienzos del siglo XX, el mismo propuso una solución analítica para representar la propagación espacial-temporal de este tipode ondas para el caso de una placa. La propagación de ondas guiadas en estas estructuras tienen la característica de ser muy sensible a la forma de la dimensión finita de la estructura en análisis. El estudio de estas ondas es fundamental en el cálculo de las llamadas curvas de dispersión que serán específicaspara cada geometría estudiada. Estas curvas de dispersión permiten describir, dada una excitaciónaplicada sobre la estructura en análisis, en qué ondas modales dicha excitación se va a descomponer.Publicado en: Mecánica Computacional vol. XXXV no.33Facultad de Ingenierí

Ingeniando emprendimientos: una experiencia para el desarrollo emprendedor de los alumnos de la Facultad de Ingenieria de la UNLP

En la semana del 15 al 20 de Septiembre de 2014, la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de La Plata (UNLP), a través de la Unidad de Investigación, Desarrollo, Extensión y Transferencia de Formulación y Evaluación de Proyectos (UIDET FyEP) y la Prosecretaría de Desarrollo, Vinculación e Innovación Productiva, participó de la Semana Nacional del Emprendedor Tecnológico promovida por el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva de la Nación. Durante toda la semana se realizaron actividades en la sede del Colegio de Ingenieros de la Provincia de Buenos Aires Distrito V, institución colaboradora del evento. Las actividades estuvieron dirigidas a estudiantes de ingeniería de todas las carreras dictadas en la Facultad de Ingeniería de la UNLP y su objetivo fue promover la formación, incorporación de herramientas y desarrollo de habilidades en la detección de oportunidades de negocio de base científica y tecnológica. Para cumplir con el objetivo se realizaron actividades de formación en las temáticas de formulación y evaluación de proyectos, elaboración de planes de negocio y finanzas para emprendedores. De forma complementaria se llevaron a cabo diversas dinámicas de clase que buscaron desarrollar el espíritu emprendedor y habilidades necesarias para emprender en los participantes y se realizó un Concurso de Ideas-Proyecto donde los alumnos agrupados en equipos, elaboraron un plan de negocio en nivel de idea-perfil para dar respuesta a problemáticas actuales del país, presentadas el primer día de la semana. Al final de la semana un Comité Evaluador eligió a los ganadores del Concurso. En el presente trabajo se exponen la metodología, los temas tratados y los resultados y conclusiones obtenidos a partir de las actividades realizadas.Publicado en Terceras Jornadas de Investigación, Transferencia y Extensión. La Plata : Universidad Nacional de La Plata, 2015.Facultad de Ingenierí

Estudio numérico de la propagación de ondas guiadas en rieles ferroviarios

En las últimas décadas técnicas relacionadas con la medición de ondas elásticas han avanzado sensiblemente. Actualmente, con equipamientos relativamente económicos es posible registrar amplitudes y franjas de frecuencia que eran impensables dos décadas atrás. Este hecho ha motivado que tópicos teóricos que hasta hace un tiempo tenían una aplicación cuestionable tengan que ser desarrollados para poder aprovechar las nuevas potencialidades tecnológicas en la obtención de mayor y mejor información experimental. En este contexto, el estudio de la propagación de ondas guiadas en sólidos se presenta como un conocimiento que posibilita detectar daño con eficiencia y economía en una serie de estructuras en las cuales por lo menos una dimensión es mucho mayor que las otras dos. Es el caso de estructuras tubulares, rieles o recipientes sometidos a presión entre otras. En el presente trabajo se estudian las características de propagación de ondas guiadas primeramente una barra rectangular y posteriormente en la geometría de un riel. En ambos casos, fueron calculadas las curvas de dispersión obtenidas con por dos metodologías de trabajo por elementos finitos, la primer metodología fue emplear un cálculo aplicando un modelo axisimétrico, y luego corroborado con un modelo de condiciones periódicas y posteriormente fue simulada la propagación de una onda tipo Toneburst sobre las geometrías analizadas discutiendo cómo dicha onda se dispersa durante su propagación. Los resultados obtenidos fueron las curvas de dispersión de ambas secciones.In recent decades techniques related to the measurement of elastic waves have advanced significantly. It is now possible with relatively inexpensive equipment to record amplitudes and frequency bands that were unthinkable two decades ago. This has led to the development of theoretical topics which application was questionable until not long ago, to profit from new technological potential in obtaining more and better experimental information. In this context the study of the propagation of guided waves in solids is presented as a knowledge that allows to detect damage with efficiency and economy in a number of structures in which at least one dimension is much larger than the other two. This is the case for rails, tubulations and pressure vessels among others. In this work, guided waves propagation characteristics are studied, first in a prismatic bar and then within the geometry of a rail. In both cases, dispersion curves were computed according two different work methodologies, first using an axisymmetric model and then corroborated with a model of periodic conditions. Finally propagation of a Tone-Burst waves were simulated on the analyzed geometries, leading to the discussion of how the waves scatter along its propagation. The results obtained were the dispersion curves of both sections

Estudio y diseño de una estructura tubular desmontable para un vehículo de competición

Las competencias denominadas “Track Day” se realizan de diversos circuitos de nuestro país. Los vehículos utilizados en estos eventos son mayormente originales sin ningún tipo de modificación. Sin embargo, existen casos en donde las preparaciones de los vehículos son extremas, alcanzando valores de potencia hasta cinco veces mayores del estándar del automóvil, aunque sin mejoras en el aspecto de seguridad. A pesar de que las entidades organizadoras les exigen a los participantes medidas de seguridad básicas como casco y cinturones de seguridad de cinco anclajes tipo arnés, estos resultarían ineficientes ante el caso de un vuelco y deformación de la carrocería del automóvil. Es sabido que quienes participan en este tipo de competencia se exponen a sufrir heridas de gravedad. Sin embargo, la implementación de un chasis tubular en los vehículos no es viable ya que, como se mencionó anteriormente, la mayoría compiten con vehículos estándar que son de uso diario y no podrían aprobar la Verificación Técnica Vehicular para poder circular diariamente. En el presente trabajo se realizó un diseño preliminar y simulación de una estructura tubular de seguridad del tipo desmontable de modo que pueda instalarse sólo al momento de competir. En primera instancia se llevó a cabo un relevamiento dimensional del vehículo bajo estudio con el objetivo de identificar posibles lugares de fijación del chasis tubular. Posteriormente se analizó la viabilidad de la estructura deseada, asegurándose que la misma no interfiere con ningún comando de control de automóvil. Una vez realizados los análisis anteriormente mencionados, se confeccionó un diseño preliminar el cual, junto con los sistemas de unión desmontables propuestos, fueron evaluados a través de métodos de simulación numérica a fin de garantizar que pueden tolerar las solicitaciones a las cuales serán sometidos.Facultad de Ingenierí

Diseño y simulación de un prototipo de invernáculo metálico tipo cubierta a 2 aguas sometido a cargas de viento para uso hortícola

Con el objetivo de incrementar la calidad, cantidad, continuidad, rendimiento y competitividad de la producción hortícola del partido de La Plata, surge la necesidad de estudiar la implementación de una tecnología de invernáculos adecuada a los requerimientos situacionales de resistencia estructural y resiliencia ante ráfagas de viento elevadas. Estas ráfagas de viento se producen al menos en dos oportunidades al año, produciendo grandes pérdidas de producción. A partir de lo anterior y en respuesta a la necesidad expuesta se ha desarrollado el diseño y la simulación de un prototipo de invernáculo modelo para la producción de hortalizas en el Partido de La Plata con prestaciones funcionales adecuadas a las velocidades pico de viento de la zona. El prototipo propuesto fue un modelo a dos aguas de 6mx6mx3m. Se utilizó la Norma CIRSOC 102 para determinar la velocidad básica del viento, los factores de direccionalidad, altura, ocupación y cerramiento del edificio, y luego calcular las presiones dinámicas sobre las 6 superficies a barlovento y sotavento, y las fuerzas netas sobre cada superficie. El material utilizado fue IRAM-IAS U500 2592. La simulación estructural se realizó utilizando un software comercial, las cargas se aplicaron sobre los perfiles estructurales de todas las superficies. Los vínculos que son empotramientos se aplicaron sobre las bases de las columnas. De la simulación estructural estática isotrópica se analizaron las tensiones y los desplazamientos. La simulación permitió analizar las tensiones con el objetivo de verificar que no superen el límite de fluencia. En cuanto a los desplazamientos verticales se verificó que sean inferiores a L/150, y los laterales inferiores a H/160, donde L es la distancia entre apoyos y H es la altura de las columnas. Se pudo concluir que los diseños propuestos satisfacen las solicitaciones estructurales y se cumplen las condiciones impuestas por la normativa utilizada para el desarrollo.Facultad de Ingenierí