Anális multiescala de tensiones residuales en una aleación de aluminio monofásica policristalina

Tesis doctoral presentada en diciembre de 2015 en la Universidad Complutense de Madrid.Facultad de Ciencias Físicas. Departamento de Fisica de Materiales[EN] The present requirements of high-performance materials, in particular in the aeronautical, aerospace and transport sectors, obliges to a deep knowledge of their mechanical properties. In particular, knowledge of the residual stress state of materials is crucial if the improvement of the mechanical performance of materials and service life of components for structural applications is sought. The residual stress, RS, is generated in both the surface as well as in the interior of materials as a result of non-homogeneous thermo-mechanical processes. These are stresses present in the absence of externally applied forces. The can be divided in different categories, depending upon the length scale. The macroscopic residual stress (type I), varies in a scale similar to the sample dimension, whereas the microscopic one varies in the scales of the grain size (type II) or even at a lower scale (type III). Both are intimately related with the microstructure and the thermo-mechanical process underwent by the material. However, the way to determine these stresses and their effect on the mechanical behavior is quite different. Typically, only the macroscopic residual stress state is taken into consideration during the design of structural components. This is because the exact magnitude of the microscopic one is not yet known. The present study is aimed at investigating the type II microscopic residual stress taking advantage of x-ray diffraction data supplied by a synchrotron source. For this purpose, a protocol that separates the macroscopic and the microscopic residual stress is proposed. In this way the magnitude of the residual stress at both scales can be calculated. For this study, current models and concepts presently used in the study of residual stresses in composite materials are used and applied to a monolithic commercial aluminum alloy, 2014Al. Further challenge of the present investigation refers to the study of inter-granular stresses, or the stresses generated between neighbor grains undergoing different stresses. In summary, the main objective of the present investigation is the multi-scale analysis of the RS state and its correlation with the materials microstructure. In addition, also the study of the stress relaxation process, in connection with conventional creep kinetics parameters, has been carried out. The RS study has been conducted on the basis of lattice spacing measurements obtained by synchrotron x-ray diffraction in a commercial aluminum alloy, as above state.[ES] Las exigencias actuales a las que se someten a los materiales de altas prestaciones, como los utilizados en la industria aeroespacial, aeronáutica y del transporte, requieren un conocimiento exhaustivo de sus propiedades mecánicas. En particular, el conocimiento del estado de tensiones residuales es fundamental para mejorar el comportamiento mecánico del material y su tiempo de vida en servicio en las aplicaciones estructurales para las cuales están diseñados. Las Tensiones Residuales, TR, se generan tanto en la superficie como en el interior del material solo por el hecho de someterlo a procesos termomecánicos no homogéneos. Son las tensiones que están presentes en ausencia de una carga externa aplicada. Se dividen en distintas categorías dependiendo de la escala en la que varían. Así, se tienen TR macroscópicas (tipo I), que varían en la escala de las dimensiones de la muestra, y TR microscópicas, que varían en la escala del tamaño de grano (tipo II) o inferior (tipo III). Ambas están íntimamente relacionadas con la microestructura del material y el proceso termomecánico al que se ha sometido, pero su determinación y el efecto en el comportamiento mecánico de los metales es muy diferente. Habitualmente, cuando en el diseño estructural se tienen en cuenta estas tensiones, sólo se atiende a la influencia de las TR macroscópicas ya que hasta la fecha no existen estudios que cuantifiquen la magnitud de las tensiones microscópicas en aleaciones monofásicas. En este trabajo se pretende avanzar en el ámbito de las TR microscópicas, tipo II, presentes en una aleación monofásica policristalina. Para ello se ha establecido un protocolo de separación de tensiones, que permite cuantificarlas. Para el estudio se ha utilizado una aleación monofásica de aluminio, 2014Al, y se ha recurrido a modelos existentes y conceptos que ya se emplean en materiales polifásicos o compuestos (con dos o más fases bien diferenciadas que poseen distintas propiedades físico-químicas). Otro de los retos que aborda esta investigación es determinar, mediante el desarrollo de un modelo elastoplástico, una ecuación que permita describir el estado de TR intergranulares, TRI, que son aquellas que se manifiestan entre granos vecinos como consecuencia de soportar esfuerzos o tensiones diferentes (tipo II). Los principales objetivos de este trabajo son: en primer lugar llevar a cabo un análisis multiescala de las TR y correlacionarlo con la microestructura del material. En segundo lugar, estudiar el proceso de relajación de dichas TR con el fin de obtener parámetros cinéticos a través de la correlación entre los fenómenos de relajación de tensiones residuales y los fenómenos de fluencia convencionales. El estudio de TR se ha realizado a partir de medidas de la distancia interplanar obtenidas mediante difracción de radiación sincrotrón en una aleación de aluminio monofásica policristalina.Parte de este trabajo se ha realizado en el Sincrotrón BESSY de Berlín bajo el contrato nº RII 3CT-2004-506008,Peer reviewe

Supervisor dredging equipment: remote and real time control of the dredging processes

We present a system for monitoring and supervise ecological dredging. Current dredging techniques can cause serious problems to the environment. This system emerges as a need to improve efficiency and control of dredging activities. To do this, hardware and software elements will be deployed to monitor, record and display in real time each of the relevant actions in a dredge operation.Peer Reviewe

Automatic reading of intermodal containers ID numbers (ownership codes)

This paper is about the design of an automated system to read the “Ownership Code” [1] of intermodal containers as they are being loaded down from the ship. The system used machine vision with cameras attached to the crane to get images of container to be processed. Usefulness of this system lies in the implementation of an early detection system for handling errors. It is a huge problem that crane operator picks up the wrong container. If we discover it late, when the ship has gone, it becomes almost a catastrophe for the handler. Nowadays, there are human operators checking manually the correctness of loading/unloading. This new system arrives to help them, generating alarms that could be issued before the crane releases its load. Human supervision will still be necessary but will become more effective.Peer Reviewe

User Semantic Preferences for Collaborative Recommendations

International audiencePersonalized recommender systems provide relevant items to users from huge catalogue. Collaborative filtering (CF) and content-based (CB) filter- ing are the most widely used techniques in personalized recommender systems. CF uses only the user-rating data to make predictions, while CB filtering relies on semantic information of items for recommendation. In this paper we present a new approach taking into account the semantic information of items in a CF system. Many works have addressed this problem by proposing hybrid solu- tions. In this paper, we present another hybridization technique that predicts us- ers "preferences for items based on their inferred preferences for semantic in- formation. With this aim, we propose a new approach to build user semantic profile to model users‟ preferences for semantic information of items. Then, we use this model in a user-based CF algorithm to calculate the similarity between users. We apply our approach to real data, the MoviesLens dataset, and com- pare our results to standards user-based and item-based CF algorithms

Incorporating reliability measurements into the predictions of a recommender system

In this paper we introduce the idea of using a reliability measure associated to the predic- tions made by recommender systems based on collaborative filtering. This reliability mea- sure is based on the usual notion that the more reliable a prediction, the less liable to be wrong. Here we will define a general reliability measure suitable for any arbitrary recom- mender system. We will also show a method for obtaining specific reliability measures specially fitting the needs of different specific recommender systems

Webometrics benefitting from web mining? An investigation of methods and applications of two research fields

Webometrics and web mining are two fields where research is focused on quantitative analyses of the web. This literature review outlines definitions of the fields, and then focuses on their methods and applications. It also discusses the potential of closer contact and collaboration between them. A key difference between the fields is that webometrics has focused on exploratory studies, whereas web mining has been dominated by studies focusing on development of methods and algorithms. Differences in type of data can also be seen, with webometrics more focused on analyses of the structure of the web and web mining more focused on web content and usage, even though both fields have been embracing the possibilities of user generated content. It is concluded that research problems where big data is needed can benefit from collaboration between webometricians, with their tradition of exploratory studies, and web miners, with their tradition of developing methods and algorithms

Rationalisation of iron ore mixtures for obtaining optimum quality sinters.

16 pages, 9 figures, 11 tables.[ES] Se utilizaron diversos minerales de hierro, fundentes y coque para preparar cuatro mezclas minerales con distintas proporciones de estos minerales. Con cada mezcla se fabricó una serie de sinterizados en planta piloto. Se caracteriza cada uno de los sinterizados mediante análisis químico y granulométrico, ensayo de la degradación del sinterizado durante la reducción en el horno alto (ensayo RDI), ensayo de la resistencia en frío (ensayo Tumbler), ensayo de reductibilidad; determinación de las temperaturas de reblandecimiento y fusión y determinación de la estructura del sinterizado por microscopia electrónica. Se establecen las condiciones de las mezclas y los parámetros de operación para la obtención de sinterizados de calidad óptima.[EN] Various iron ores, fluxes and coke, were used to prepare four ore mixtures with different proportions of these minerals. With each mixtures a series of sinters were produced in the pilot plant. Each one of the sinters was characterised by: chemical and granulometric analysis; degradation test on the sinter during reduction in the blast furnace, (RDI test); cold resistance test, (Tumbler Test); reducibility test; determining of softening and melting temperatures; and the determination of the structure of the sinter by electron microscopy. T he conditions of the mixtures and the operational parameters for obtaining the optimum quality of the sinters were established.Peer reviewe

Análisis multiescala de tensiones residuales en una aleación de aluminio monofásica policristalina

Las exigencias actuales a las que se someten a los materiales de altas prestaciones, utilizados especialmente en la industria aeroespacial, aeronáutica y del transporte, requieren un conocimiento exhaustivo de sus propiedades mecánicas. En particular, el conocimiento del estado de tensiones residuales es fundamental para mejorar el comportamiento mecánico del material y su tiempo de vida en servicio en las aplicaciones estructurales para las cuales están diseñados. Las Tensiones Residuales, TR, se generan tanto en la superficie como en el interior del material por el hecho de someterlo a procesos termomecánicos no homogéneos. Son tensiones que están presentes en el material aún en ausencia de una carga externa aplicada. Se dividen en distintas categorías dependiendo de la escala en la que varían. Así, se tienen TR macroscópicas (tipo I), que varían en la escala de las dimensiones de la muestra, y TR microscópicas, que varían en la escala del tamaño de grano (tipo II) o inferior (tipo III). Ambas están íntimamente relacionadas con la microestructura del material y el proceso termomecánico al que se ha sometido, pero su determinación y el efecto en el comportamiento mecánico de los metales es muy diferente. Habitualmente, cuando en el diseño estructural se tienen en cuenta estas tensiones, sólo se atiende a la influencia de las TR macroscópicas ya que hasta la fecha no existen estudios que cuantifiquen la magnitud de las tensiones microscópicas. En este trabajo se pretende aportar un paso en el ámbito de las TR microscópicas tipo II sobre la base de los datos que se obtienen por difracción de radiación de sincrotrón. Para ello se ha establecido un protocolo de separación de tensiones, que permite cuantificar las tensiones. Para el estudio se ha utilizado una aleación monofásica de aluminio y se ha recurrido a modelos existentes y conceptos que ya se emplean en materiales polifásicos o compuestos (con dos o más fases bien diferenciadas que poseen distintas propiedades físico-químicas). Otro de los retos que aborda esta investigación es determinar, mediante el desarrollo de un modelo elastoplástico, una ecuación que permita describir el estado de TR intergranulares, TRI, que son aquellas que se manifiestan entre granos vecinos como consecuencia de soportar esfuerzos o tensiones diferentes. Los principales objetivos de este trabajo son llevar a cabo un análisis multiescala de las TR y correlacionarlo con la microestructura del material. Por otro lado, también se ha estudiado el proceso de relajación de dichas TR con el fin de obtener parámetros cinéticos a través de la correlación entre los fenómenos de relajación de tensiones residuales y los fenómenos de fluencia convencionales. El estudio de TR se ha realizado a partir de medidas de la distancia interplanar obtenidas mediante difracción de radiación sincrotrón en una aleación de aluminio monofásica policristalina

Combustión de aceites residuales simulando su inyeccion en las toberas del horno alto.

14 pages, 6 figures, 11 tables and 2 appendixes.[EN]A study has been made of the combustion of different waste oils produced in an iron and steel works. Combustion is achieved by injecting the waste oil at flows of 10-20 kg/h in a combustion chamber that simulates the conditions of the blast furnace tuyere zone. The waste oil is preheated to 65-90 °C in order to achieve conditions of fluidity and is injected by spraying into the combustion chamber. During combustion the temperatures and the CO2, O2, CO N2 and H2 contents of the gases in the combustion chamber are constantly recorded. The efficiency of the combustion of each waste oil is determined.[ES] Se realiza un estudio de la combustión de diferentes aceites residuales que se producen en las plantas siderúrgicas. La combustión se consigue al inyectar el aceite residual, con caudales de 10-20 kg/h, en una cámara de combustión que simula las condiciones del horno alto en la zona de toberas. El aceite residual se precalienta a 65-90 °C para conseguir las condiciones de fluidez y se inyecta en la cámara de combustión. Durante la combustión, se registran de modo continuo las temperaturas y los contenidos de CO2, O2, CO, N2 y H2 en los gases de la cámara de combustión. Se calcula la eficiencia de la combustión de cada aceite residual.Peer reviewe