Ingeniería Mecánica

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https://hdl.handle.net/10893/4029

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Sólo datos
Desarrollo de un entorno de simulación para un robot industrial de 6 grados de libertad
(Universidad del Valle, 2003) Calderón Moreno, Edward Orlando
En este trabajo se desarrolla la lógica de movimiento para la cinemática inversa de un robot industrial de 6 grados de libertad, se implementa el método de Lagrange- Euler para el calculo de la dinámica del mismo robot; finalmente se realiza toda la parte logística necesaria para la implementación de los modelos desarrollados en un software. Este software es capaz de realizar la simulación del robot en forma grafica y brindar las herramientas suficientes para el análisis del comportamiento del mismo.
Sólo datos
Rediseño del horno de arco de corriente alterna para lafusión de acero en Metalmaster S.A.
(Universidad del Valle, 2008) Imues Acosta, Carlos Alberto; Aguilar Castro, Yesid
Se estudia en primera instancia el circuito eléctrico actual del horno de arco que opera con corriente alterna en METALMASTER S.A. Se analizan los cálculos y se encuentran las ineficiencias del sistema actual proponiendo la instalación de un banco de condensadores adecuado para corregir el factor de potencia en un 81.28%. Posteriormente se analiza el horno actual y la propuesta de rediseño con un paquete computacional llamado ALGOR®, que opera con el método de elementos finitos, empleando el módulo térmico (estado estable y transitorio). Los resultados muestran un incremento de la eficiencia térmica del rediseño del orden del 10.9% empleando revestimiento básico y 18.4% usando revestimiento ácido. Con estos datos se analiza el horno actual y la propuesta de rediseño con el mismo paquete computacional, utilizando el módulo estático (que analiza los esfuerzos y deformaciones en condiciones estáticas). Los resultados muestran un incremento en la resistencia mecánica del 3.52%.
Acceso abierto
Diseño y construcción de la estructura mecánica de un exoesqueleto para la rehabilitación de la articulación de rodilla
(Universidad del Valle, 2009) Serna García, Omar Andrés; Rosero Garcia, Esteban Emilio
El este proyecto se presenta el diseño y la construcción de un exoesqueleto para la rehabilitación de la articulación de rodilla, con el cual se espera ofrecer Asistencia durante el movimiento de flexión–extensión, ó proveer apoyo de fuerza para ejecutar ciertos movimientos, y de esta manera, mejorar la movilidad de la articulación. También se realiza la selección de los actuadores, definiendo los requerimientos y evaluando las posibilidades comerciales que pueden ser usadas para esta aplicación. Adicional a lo anterior se plantea el diseño y la validación de una estructura para miembros inferiores que incluye las cuatro articulaciones y el torso, la cual servirá para el desarrollo del sistema de control de un bípedo en la fase de equilibrio.
Acceso abierto
Diseño y cálculo de una micro central hidroeléctrica, utilizando las aguas de la Ptar de la planta No.1 de propal S.A.
(Universidad del Valle, 2011) Jaramillo Delgado, Luis Carlos; Cenen Hoyos, Hugo
Este trabajo de tesis se realizó con el objetivo de aprovechar los efluentes de la PTAR planta No. 1 de PROPAL S.A., para proveer de energía eléctrica a la zona administrativa de la empresa. Se determinó cuál es el valor máximo de energía eléctrica que se puede producir utilizando este caudal y la infraestructura ya existente en el sitio. El caudal presente se obtuvo con el uso de un correntómetro y se realizó un análisis estadístico con datos históricos suministrados por la empresa, se obtuvo que este caudal es de 0.46 m3/s. La caída presente se obtuvo con los planos de las estructuras presentes en la planta, después de realizar los cálculos de las perdidas presentes se obtuvo que la caída de diseño es de 5 m. Los datos anteriores permitieron realizar la selección de una Turbina Michel-Banki para la transformación de energía. El aspecto del rodete es similar al de las jaulas de ardillas y su desarrollo geométrico bidimensional con álabes axiales de radio de curvatura constante, hace posible la construcción sin necesidad de contar con tecnología altamente especializada. Se realiza la transmisión de potencia mediante correas, a un generador síncrono. La potencia que se puede producir en esta Micro Central Hidroeléctrica (MCH) es de 16.2 kW, la cual es suficiente para suministrar la iluminación de la zona administrativa de la planta, y proveer un ahorro de $22'920.000 anuales a la empresa.
Acceso abierto
Diseño térmico de una tostadora de café en lecho fluidizado
(Universidad del Valle, 2011) Medina Bucheli, Ricardo Alonso; Gutiérrez Amador, Albio de Jesús
En este documento se encuentra el diseño varios componentes propios de la ingeniería que juntos componen un diseño de una máquina de tostar café que funcionará en lecho fluidizado, con la teoría, que este fenómeno podrá traer mejor calidad en el producto final mermando los tiempos de tostión. Este diseño específicamente se realizó para una máquina que logre tostar 50 Kg de café verde cada 10 minutos y que utilice el metano como combustible logrando aire a temperatura y velocidad adecuadas para que fluidize y tueste el lecho de café.
Acceso abierto
Determinación experimental de las variables influyentes en la resistencia al T-PEEL de los absorbentes para adultos fabricados en familia Sancela del Pacífico
(Universidad del Valle, 2012) Villarejo Ramírez, Luis Carlos; Collazos Pino, Argemiro
En este documento se estudian y analizan las variables influyentes en la resistencia al T-peel, en la unión adhesiva entre la tela no tejida de polietileno y la tela no tejida de polipropileno, adheridas con adhesivo hot melt PSA. Ésta unión se presenta como construcción principal en los absorbentes para adultos TENA. Para tal fin, se elige la máquina SSP de Familia Sancela del Pacifico y se obtienen las condiciones estándar de trabajo de la línea principal; también se realiza la prueba Tpeel a condiciones estándar de operación. El análisis inicia con el estudio de las propiedades del adhesivo hot melt PSA; realizando la prueba DMA y caracterizando el adhesivo de acuerdo a los resultados obtenidos en la prueba. Después se analiza la transferencia de calor del adhesivo durante su enfriamiento en el tiempo abierto de máquina, con ello se construyen perfiles de enfriamiento determinados por el método de diferencias finitas a condiciones diversas de aplicación de adhesivo. Con estos perfiles se puede observar cómo varía el tiempo abierto del adhesivo. Para contrarrestar la variable del tiempo de curado sobre la respuesta, y para considerar ésta variable como técnica de control dentro del diseño experimental; se ejecuta éste ensayo en máquina, realizando la prueba T-peel durante los tiempos siguientes: 15 minutos, 1 hora, 2 horas 5 horas, 9 horas, 1 día, 2 días y 4 días. Al final del documento se realiza el diseño experimental, primero formulando el problema. Para ello de acuerdo a la investigación realizada en los capítulos anteriores, se enlistan todas las variables que pueden tener influencia sobre la respuesta. Luego se seleccionan las variables más significativas, y se realiza el experimento factorial 23; con tres factores: Temperatura de aplicación de adhesivo; tensión en las telas generadas por el rodillo tensor; y la cantidad de adhesivo. Cada factor se hace a dos niveles (alto y bajo), se aplica la técnica de la ANOVA para los tres factores y también el análisis de clasificación unidireccional. De los resultados se obtiene que las tres variables son significativas sobre la resistencia final. Con lo anterior se obtiene una nueva condición de trabajo para la máquina SSP. Se aplican límites de tolerancia y dan resultados confiables; la nueva condición involucraría mejor utilización de los recursos disponibles
Acceso abierto
Diseño y construcción de una planta piloto para ensayos en celdas de producción de hidrógeno
(Universidad del Valle, 2012) Calvache López, Julián Mauricio; Maya Escobar, Harol Antony; Cabrera Cifuentes, Gerardo
El objetivo del presente proyecto es construir un laboratorio de docencia que sirva para investigar el comportamiento de celdas de hidrógeno. Contar con un laboratorio de evaluación de celdas de hidrógeno es importante por: primero para el diseño, desarrollo y construcción de celdas de hidrógeno, segundo para evaluar el comportamiento de las celdas de hidrógeno que ya están operando determinar el nivel de su funcionamiento y tercero para tener procedimientos fiables de ensayo. Podría agregarse un resultado colateral pero muy importante, que es desarrollar protocolos de ensayo para alimentar las normas de aceptación que contemplen aspectos de funcionamiento, seguridad, duración, amigabilidad con el medio ambiente de cara a establecer normas para su uso y comercialización.
Acceso abierto
Aplicación del energy plus en el rediseño bioclimático del edificio 301 de la Universidad del Valle
(Universidad del Valle, 2012) Idárraga Bastidas, María Fernanda; Herrera Cáceres, Carlos Alberto
El presente trabajo tiene como finalidad demostrar la eficacia del software Enegy Plus, mediante la simulación de las ganancias térmicas sobre el Edificio 301 de la Universidad del Valle. Se llega a la conclusión de que el software no es del todo asertivo para la simulación térmica debido a que él depende de datos que otorga una estación meteorológica. El factor más relevante a la hora de simular es la temperatura de bulbo seco exterior, ya que, si se llega a correr el software sin tener en cuenta esta variable, los resultados no son los esperados, como es el caso del Índice de Fanger, ya que una temperatura baja, para el caso de la ciudad de Cali, arrojaría como respuesta, una aparente confortabilidad. Otra variable de gran importancia es la radiación solar, debido a que esta es medida más no calculada, es decir, depende del estado del clima, por ello esta radiación no representa la realidad esperada a lo que se refiere al clima de Cali si esta fuese calculada. Para este proyecto se tuvo la intención de simular el edificio en equinoccio y/o solsticio, pero al ver que la radiación y la temperatura de bulbo seco eran muy bajas, en respuesta al clima de esa fecha, ya sea que estuvo nublado o lluvioso, se toma la decisión de fijar nuestra fecha de simulación de acuerdo con la temperatura de bulbo seco y radiación solar directa
Acceso abierto
Implementación de un sistema de soldadura de puntos por el método fricción-agitación en aleaciones de magnesio AZ31B
(Universidad del Valle, 2012) Segura Viveros, Dennilson Jafet; Franco Arenas, Fernando
El presente estudio se llevó a cabo con el objetivo de implementar un sistema de soldadura de punto por el método de Fricción-Agitación en aleaciones de Magnesio (Mg) AZ31B, utilizando para esto perfiles extruidos; las soldaduras se realizaron en una fresadora universal se compararon con uniones Remachadas y soldaduras hechas en un dispositivo para esta técnica. El énfasis del estudio es utilizar máquinas herramientas convencionales y hallar los parámetros adecuados para lograr soldaduras sanas; la caracterización mecánica se obtuvo del comportamiento a la fatiga, que permitió relacionar los cambios micro-estructurales ocasionados por el aporte de calor y de la deformación plástica con las propiedades mecánicas como Resistencia a la rotura y micro-dureza. Los datos obtenidos evidenciaron que las juntas hechas por fricción sobrepasan entre un (140% y 250%) el comportamiento a tensión de las uniones remachadas, presentando tipo de falla de fractura interfacial; y que las SFAP presentan mejor comportamiento ante cargas cíclicas de amplitud constante comparándolas con el método convencional de uniones por remaches. Se encontró una ligera superioridad de las soldaduras realizadas en la máquina estándar frente a las realizadas en la fresadora universal atribuida al control de parámetros en el proceso. Esta investigación se realizó en tres etapas las cuales fueron: elaboración de probetas por medio del tipo de soldadura a estudiar, realización de ensayos para la caracterización estática y dinámica, de acuerdo al diseño experimental se incluyeron: Micro-dureza, análisis de micro y macrografías, tensión y fatiga; finalmente la evaluación y análisis de los resultados; es importante anotar que durante el desarrollo de la investigación fue necesario mantener una continua revisión bibliográfica, que permitió orientar y facilitar el aprendizaje de este proceso.
Acceso abierto
Análisis del comportamiento a la fatiga de un poliéster reforzado con fibra de vidrio con aplicación en tuberías
(Universidad del Valle, 2012) Cuarán Muriel, Duván Andrés; Rodríguez Pulecio, Sara Aida; Coronado, John Jairo
Las estructuras hidráulicas en hidroeléctricas experimentan diferentes estados de carga, que incluyen cargas de fatiga de diferentes amplitudes debido a los golpes de ariete. En este proyecto se determinó el comportamiento a la fatiga de una tubería de poliéster reforzada con fibra de vidrio (GFRP) sobre la dirección axial y la dirección circunferencial respecto a la orientación de la fibra, las cuales fueron comparados con un acero ASTM A36. Los especímenes de prueba se extrajeron de dos tubos fabricados de compuestos de resina de poliéster, arena y fibra de vidrio, una tubería Tipo I de referencia GRPDN 1100 PN 10 SN 02500 y una tubería Tipo II de referencia GRPDN 0300 PN 20 SN 02500. Los resultados mostraron que la tubería GFRP en su dirección axial es diez veces menos resistente que su dirección circunferencial, mientras que la tubería GFRP en su dirección circunferencial es tan resistente como un acero estructural ASTM A36 con un esfuerzo último de 392,23±21,44 MPa. Se realizaron dos curvas esfuerzovida (S-N), una sobre la dirección axial y otra sobre dirección circunferencial de la tubería GFRP, con porcentajes de error inferiores al 5% y una confiabilidad del 95%. De las curvas S-N se estimó la resistencia a la fatiga para 106 ciclos, el valor correspondiente del esfuerzo alternante a este número de ciclos es de 6,82 MPa en la dirección axial y 19 MPa sobre la dirección circunferencial. Para una tubería de acero ASTM A36 en condiciones similares, la resistencia a la fatiga es seis veces mayor que la tubería GFRP en la dirección axial y tres veces mayor que la tubería GFRP en la dirección circunferencial.
Acceso abierto
Diseño y construcción de un banco de pruebas para el curso principios de mecatrónica
(Universidad del Valle, 2012) Loaiza García, Alberto Enrique; García Melo, José Isidro; Ealo Cuello, Joao Luis
Actualmente, los ingenieros mecánicos, como resultado de la búsqueda de soluciones a necesidades cada vez más exigentes, incorporan los continuos avances tecnológicos en sus proyectos. Así, los diseños mecánicos actuales están integrados, principalmente, por componentes mecánicos, electrónicos e informáticos, que se ha definido como productos mecatrónicos. En este sentido, en las últimas tres décadas la mecatrónica se ha hecho una parte inseparable de la mecánica. Como consecuencia, los programas de Ingeniería Mecánica se han actualizado incorporando esta disciplina a su enseñanza, con el objetivo de tener un conocimiento y entendimiento de los conceptos básicos de la mecatrónica; y una de las alternativas de aprendizaje relevante para adquirirlos son los laboratorios educativos. Así, en las universidades se pueden encontrar diferentes módulos para la enseñanza de esta área, como módulos y estaciones. Sin embrago, en el ámbito local (Universidad del Valle), la escuela de Ingeniería Mecánica carece a la fecha con un laboratorio consolidado para la enseñanza de esta área. Por esta razón, este proyecto de grado pone a disponibilidad un banco de pruebas que permite la realización de prácticas experimentales de los conceptos teóricos impartidos en el curso del currículo llamado Principios de Mecatrónica.
Acceso abierto
Evaluación del desgaste y pérdida de agarre en depositos de soldadura de alto cromo aplicados en mazas de fundición gris de los molinos de caña de azúcar
(Universidad del Valle, 2012) Díaz Millan, Sebastian; Casanova, Fernando; Aguilar Castro, Yesid
A nivel mundial, actualmente en los ingenios azucareros es común el uso de fundición gris para la creación de las mazas en los molinos de caña. A pesar de que dicho material no posee las mismas propiedades mecánicas de los aceros, es mucho más rentable económicamente para elementos mecánicos o carcazas de gran tamaño que no están sometidas a cargas de tracción altas. Dentro de sus propiedades, la fundición gris, posee mayor facilidad de mecanizado, lo cual permite realizar un rayado con un menor gasto de energía en comparación del acero, también tiene la capacidad de amortiguar altas vibraciones y oscilaciones de resonancia [3]. Con base en lo anterior y teniendo en cuenta que los procedimientos para el mantenimiento tienen altos costos en la industria, tanto en el desarrollo como en los materiales utilizados, la presente investigación pretende evaluar el desgaste y la pérdida de agarre de las mazas de fundición gris blindadas con soldaduras de recubrimiento ricas en cromo. Dichas pruebas se realizaron sobre probetas que asemejan los dientes de las mazas y asimismo son sometidas a condiciones similares a las que se encuentran en la industria. Con esta investigación se pretenden analizar qué configuración material base-soldadura posee una mayor resistencia al desgaste abrasivo y de esta forma tener una referencia para los futuros procesos de soldadura de recubrimiento en los ingenios, así, creando la posibilidad de disminuir los costos en la recuperación de mazas gastadas, tiempos en paradas de mantenimiento o evitando la disminución de la eficiencia de las mazas.
Acceso abierto
Puesta en marcha y caracterización del sistema de refrigeración secundario : diseño y validación de las prácticas del laboratorio.
(Universidad del Valle, 2012) Sevilla Álvarez, Jhonny Fernando; Henao Giraldo, Andrés Felipe; Rosillo Peña, Miguel Enrique
El sistema de refrigeración secundario (CHILLER), es una infraestructura de laboratorio la cual está enfocada para la formación de varias ingenierías en la Universidad del Valle. El CHILLER se ha diseñado y construido en la escuela de ingeniería mecánica y se enmarca dentro de la investigación, ¿Desarrollo de la tecnología para la construcción de equipos didácticos en Ciencias Térmicas¿, de la escuela de Ingeniería Mecánica de la Universidad del Valle. En este proyecto se puso en marcha y se caracterizó el CHILLER; se diseñaron y se evaluaron las guías de laboratorio para este equipo. Para realizar lo anterior se empezó por conocer el sistema en la parte mecánica y control, y de esta manera se procedió a manipular y caracterizar el CHILLER. Se realizó un instructivo para una adecuada manipulación y utilización del equipo, dicho instructivo está enfocado para el monitor encargado del equipo; además para la caracterización del CHILLER se realizó un inventario detallado de las partes utilizadas, adicionando a cada parte los planos y las especificaciones técnicas. Se realizaron prácticas de laboratorio del sistema de refrigeración secundario abarcando temas como: Primera Ley de la termodinámica, segunda ley de la termodinámica, intercambiadores de calor y Mecánica de fluidos. Este proyecto se realizó para la docencia en ingeniería, ya que permite familiarizar al estudiante con los equipos y temas vistos a lo largo de la carrera; además es de gran importancia por la alta necesidad de laboratorios en la Escuela.
Acceso abierto
Determinación experimental de la respuesta microestructural del acero Sae 1045 ante el fenómeno de corrosión fatiga
(Universidad del Valle, 2013) Muñoz Cubillos, Jonnathan; Coronado Marín, John Jairo
Con el propósito de estudiar el efecto corrosivo del jugo de caña de azúcar sobre la resistencia a la fatiga del acero SAE 1045 y analizar la influencia de la dureza, la microestructura y la superficie de fractura en la resistencia y el límite de fatiga, para las condiciones de temple, temple y revenido a 300 y 600°C, se realizó este trabajo. Se usaron probetas estandarizadas de fatiga tratadas térmicamente para las tres condiciones de tratamiento térmico mencionadas en el párrafo anterior, se usó el ensayo de flexión rotativa para construir las gráficas S-N para las pruebas de fatiga realizadas en aire y jugo de caña de azúcar, se tomaron durezas, se realizaron metalografías y se inspeccionaron las superficies de fractura de las probetas ensayadas en aire y jugo de caña. Todo esto se realizó para encontrar algún tipo de relación entre la dureza, la microestructura y la superficie de fractura con el límite y la resistencia a la fatiga del material estudiado. Se encontró que el material revenido a 300°C presenta el mayor límite de fatiga. El acero templado y sin tratamiento de revenido muestra la condición más desfavorable para cargas cíclicas. Puede existir una relación aproximadamente lineal y directamente proporcional entre la dureza y el límite de fatiga del material para los rangos de temperatura de revenido entre 300 y 600°C. Se encontró que el crecimiento de las partículas de cementita representa una condición desfavorable para el límite de fatiga del material. En las superficies de fractura del acero templado, de las probetas ensayadas tanto en aire como en jugo, no se evidenció algún tipo de inicio y propagación de grietas por fatiga. Para la condición de revenido a 300°C, en los ensayos en aire, se observaron pocos sitios de iniciación de grietas por fatiga comparativamente con la condición de revenido a 600°C. Para ambos casos, se encontró que el jugo de caña de azúcar ocasionó un aumento en los sitios de iniciación de grietas por fatiga al inspeccionar las superficies de fractura de las probetas ensayadas en jugo. El acero templado presentó en su fractura final un mecanismo de fractura intergranular, el material revenido a 300°C presentó un mecanismo de fractura por clivaje con presencia en menor medida de microhoyuelos, y el material revenido a 600°C presentó un mecanismo de fractura por coalescencia de cavidades con presencia de hoyuelos y porosidades. La resistencia a la fatiga del acero SAE 1045 a 106 ciclos, para la condición de revenido a 600°C, se disminuye por efecto del jugo de caña en aproximadamente 10.3%. Para la condición de revenido a 300°C, la resistencia a la fatiga cae en aproximadamente un 30.3% y para el acero templado ésta se disminuye en aproximadamente un 2.7%. Sin embargo, para esta última condición de tratamiento térmico es muy difícil asegurar esto ya que la vida en aire es demasiado corta para la condición de temple. Aislar el efecto del jugo sobre la vida a fatiga del material templado se hace muy complicado, debido a que el jugo no tiene el suficiente tiempo para estar en contacto con las probetas, y así, estimar realmente cual es la verdadera disminución de la resistencia a la fatiga del acero con esta condición de tratamiento térmico
Acceso abierto
Comparación fractomecánica y microestructural de soldaduras utilizadas en la recuperación de rodetes de turbina pelton
(Universidad del Valle, 2013) Moreno Castillo, Julián; Coronado Marín, John Jairo; Rodriguez Pulecio, Sara Aida
Debido a los mecanismos de desgaste que se presentan en los rodetes de turbina Pelton y al estado de cargas dinámicas en que se encuentran durante su vida útil, se generan grietas que los deterioran. Se realizó la comparación fractomecánica y microestructural de tres materiales de aporte por soldadura empleados en la recuperación de rodetes de turbina Pelton para identificar el material más resistente a la propagación inestable de grietas; apuntando a incrementar la confiabilidad de las reparaciones realizadas en estas turbinas. Se evaluó la tenacidad a la fractura por ensayos CTOD, lo que requirió el diseño y construcción de un dispositivo para pruebas de flexión en tres puntos, además se realizó un examen microestructural por microscopio óptico y electrónico, con el fin de relacionar los valores obtenidos de las pruebas CTOD con las características microestructurales y los mecanismos de fractura de cada material. El máximo valor de tenacidad a la fractura CTOD fue alcanzado por el aporte austenítico E309, bajo esfuerzo de fluencia, el material de estructura martensítica E410 Ni Mo presentó el mínimo valor de tenacidad CTOD, de alta dureza y microestructura no homogénea con falla intergranular. El material de soldadura de alto cobalto y Manganeso, que ha sido reportado en la literatura como el más resistente al desgaste por cavitación y erosión, presentó un valor medio en su CTOD y un mecanismo de fractura mixto.
Acceso abierto
Diseño e implementación de un proceso para fabricar palas de helicópteros
(Universidad del Valle, 2014) Salcedo Valencia, Daniel José; Leyton Virgen, Arlex; Rodriguez Adaime, Cesar Augusto
Se introduce mostrando el avance que han tenido en los últimos años los Vehículos Aéreos No tripulados (UAV) y el aumento en la relevancia de su fabricación. Así mismo, se ejemplifica la estructura de las palas implementadas en helicópteros y el perfil simétrico convexo NACA 0012 seleccionado como sección transversal para la manufactura del elemento. Se habla de las ventajas de la fibra de carbono sobre otras como vidrio y aramida, se muestra un esquema de su proceso de fabricación, y se selecciona la resina epoxi como la matriz adecuada para la fabricación de elementos de alto desempeño como estructuras aeronáuticas. Se termina la introducción explicando los diferentes métodos de bobinado de filamentos, de los cuales se escogió el helicoidal. Se plantean objetivo general y específicos que orientan el trabajo. Para su cumplimiento, se determinó una metodología de tipo explicativa y se seleccionó el método científico como adecuados para encontrar y explicar las relaciones entre variables del proceso y su respuesta en la manufactura. Se elaboró el diagrama de flujo de la fabricación de las palas como plan de trabajo. Se encontró la relación entre ancho del molde (tomado como cuerda de la pala) y longitud de trabajo necesaria para el desplazamiento del carro porta fibra a una longitud de pala determinada (o longitud de molde) dadas por una expresión que permitió seleccionar el ángulo menor (60°) para una longitud de pala de 30 cm. A partir de la relación entre longitudes de pala a pesos máximos al despegue de UAV se pudo aproximar que a esta longitud, el UAV tendría un peso de 6,6 kg. Se determinó la relación adecuada entre la velocidad de desplazamiento del carro y la velocidad angular del molde que permitirían obtener los 60° de bobinado, y se dedujo la expresión que permite hallar el valor a introducir en el software de la máquina para desplazar el carro a una posición deseada y conocida en milímetros.
Acceso abierto
Determinación del factor de fricción de la aleación de magnesio AZ31B usando el ensayo de compresión de anillo
(Universidad del Valle, 2014) Grajales Escárraga, Mitchell Alfredo; Coronado Marín, John Jairo; Rodríguez Pulecio, Sara Aida
El presente trabajo se enfoca en la caracterización del fenómeno de la fricción en la aleación de Magnesio AZ31B a través de la determinación del factor de fricción, para diferentes condiciones de lubricación y de temperaturas de conformado, usando el Ensayo de Compresión de Anillo. Inicialmente se caracterizó la microestructura y se realizaron mediciones de dureza en sentido transversal y longitudinal para el material de estudio. Para la realización de los ensayos se construyó un utillaje acoplable a la máquina de ensayos y se realizaron los ensayos de compresión de anillo bajo condiciones de lubricación en seco, grafito y talco y para temperaturas de 250 y 350 °C. Para cada condición se determinó el factor de fricción a partir de una curva de calibración teórica de la fricción. Se utilizó un programa de elementos finitos especializado en procesos de conformado para construir las curvas de calibración del ensayo para la aleación de Magnesio AZ31B considerando las variables principales del experimento tales como la temperatura, la velocidad de deformación, el modelo numérico de fricción y el porcentaje de deformación de altura. Los resultados mostraron el factor de fricción aumenta proporcionalmente con la temperatura. En cuanto a la evaluación de las condiciones de lubricación, el grafito fue el que presentó el mejor desempeño durante la ejecución de los ensayos y se propone como el lubricante más adecuado para la conformación en tibio de este tipo de materiales, no obstante el talco presentó un desempeño muy similar al grafito a temperaturas de 250°C.
Acceso abierto
Diseño de un sistema para valoración y rehabilitación física de hombro
(Universidad del Valle, 2014) García Llanos, Miguel Andrés; García Melo, José Isidro
Las afecciones en el sistema osteomuscular son comunes en personas pertenecientes a diferentes contextos socio-culturales e independientes de la edad. Específicamente, el complejo articular del hombro es uno de los más afectados. Así, la terapia física es una de las principales herramientas usadas por los profesionales en salud al momento de recuperar movilidad perdida en una articulación específica. No obstante, debido al gran número de factores que pueden conducir a una lesión, se han desarrollado diversas tecnologías para tratar con situaciones específicas. Sin embargo, los resultados obtenidos no siempre son los esperados en cada caso. Adicionalmente, la tecnología presente en el contexto colombiano carece de una adecuada especificación en cuanto a los componentes funcionales, estético-formales y confort para los usuarios finales de este tipo de productos (pacientes y profesionales en salud). Esto, ha motivado la necesidad de mejorar los protocolos actualmente aplicados. Considerando la variedad de recursos involucrados, las interacciones entre ellos y los posibles efectos adversos sobre un paciente, la especificación de dicho dispositivo mecatrónico es compleja. Por esta razón, este proyecto planteó un proceso de diseño interdisciplinar, integrando entre otros aspectos: modelado cinemático (cinemática directa aplicando el algoritmo Denavit-Hartenberg, cinemática inversa utilizando un abordaje de identificación a partir del uso de una herramienta llamada ANFIS y validación empleando el módulo Sim-Mechanics de MatLab®); análisis de falla y vulnerabilidad estructural (análisis por el método de elementos finitos); comportamiento dinámico de la estructura (simulación en ambientes CAD); comportamiento dinámico del sistema (modelado con redes de Petri, UML e IDEF0). Así, fue posible asegurar una definición correcta de una serie de actuadores que no solo brindan asistencia en la etapa temprana de la recuperación, sino que también son capaces de generar cierto grado de resistencia cuando el paciente necesite iniciar un re-acondicionamiento muscular. Adicionalmente, se presenta una estrategia de control adecuada que garantiza el comportamiento esperado del prototipo. Complementariamente, se desarrolló una interfaz hombre-máquina que permite la retroalimentación al profesional de los datos obtenidos para que este tome las decisiones pertinentes en el momento justo. Además, durante la especificación del diseño se emplearon temáticas propias del diseño industrial como la percepción (teoría de los colores), diseño participativo, diseño basado en la antropometría humana, ergonomía (confort visual y físico) y calidad de vida. Esto, con el objetivo de desarrollar un producto que presenta cualidades importantes a la hora de realizar una valoración médica del estado de la recuperación, a la par que brinda al paciente una sensación de confianza, promoviendo el uso del dispositivo.
Acceso abierto
Diseño y construcción de un tribómetro tipo chorro de agua
(Universidad del Valle, 2014) Sánchez Martínez, Eliana; Coronado Marín, John Jairo; Rodríguez Pulecio, Sara Aida
En el presente proyecto se diseñó, construyó y evaluó un tribómetro de erosión tipo chorro de agua, capacitado para alcanzar velocidades por encima de los 100 m/s, variar la concentración de las partículas de 0% a 30% y el ángulo de impacto de 0° a 90° cada 5°. Para este trabajo se consultaron los antecedentes sobre tribómetros utilizados en investigaciones previas, con el fin de definir la ingeniería de detalle y la construcción del equipo. Se realizaron pruebas de desgaste erosivo en una aleación de aluminio con tratamiento térmico de envejecido, donde se comparó entre la línea de tendencia obtenida de la gráfica tasa de desgaste en función del ángulo de impacto, y la línea de tendencia de la gráfica del artículo Design of a Slurry Erosion Test Rig. Asimismo, se compararon los datos obtenidos con una configuración de tribómetro de cilindro rotatorio, con el objetivo de analizar las diferencias que presentaban los resultados en cada una de las configuraciones. Para los ángulos de impacto de 45° y 90° se identificaron los mecanismos de desgaste y se encontró que en el ángulo 45° se presentó micro corte, deformación plástica e inclusión de partículas; mientras que en 90° se presentó deformación plástica y micro fatiga. Los ensayos en el tribómetro construido se realizaron con slurry compuesto por agua y arena tipo cuarzo entre 600-1000 micras con una concentración del 17%, y se obtuvo una velocidad promedio de 122,39 m/s que se calculó a partir de la geometría de la boquilla y los flujos másicos de slurry y aire. Al comparar los ensayos realizados en el equipo con los ensayos del artículo Design of a Slurry Erosion Test Rig, se presentó un comportamiento similar. Además, la dispersión de los datos obtenidos en los ensayos se redujo en comparación con el tribómetro de cilindro rotatorio. Los resultados mostraron que el ángulo donde se produjo la máxima tasa de desgaste para las dos configuraciones evaluadas fue a 45°, pero se encontró que el tribómetro de cilindro rotatorio no es la configuración más adecuada para realizar pruebas de desgaste erosivo en función del ángulo, porque que la línea de tendencia de la gráfica no se comportó de acuerdo a lo encontrado en la literatura y se presentó mucha dispersión en los datos.
Acceso abierto
Evaluación de las temperaturas generadas en el proceso de torneado en seco
(Universidad del Valle, 2014) Noguera Peña, Uriel Albeiro; Coronado Marín, John Jairo; Rodríguez Pulecio, Sara Aida
En este trabajo de investigación se evaluaron las temperaturas generadas en el proceso de torneado, tanto en la pieza como en la herramienta de corte, además se midió el desgaste de la herramienta y los cambios microestructurales y de rugosidad de la pieza. Los parámetros de mecanizado usados en los experimentos fueron, velocidad de corte 90m/min (800 rpm) y 120m/min (1050 rpm), profundidad de corte de 1mm y 2mm y el avance se mantuvo constante en 2mm/rev. Se diseñó y construyó una junta rotativa para medir las temperaturas, se usó un sistema de adquisición de datos y se usaron termopares que se alojaron en la pieza y en la herramienta. Los resultados fueron analizados estadísticamente con un diseño factorial de dos factores y un análisis de varianza ANOVA. Las mayores temperaturas se obtuvieron a la velocidad de corte de 120m/min y profundidad de corte de 2mm (temperatura en el inserto de 135,9°C y en la pieza de 90,2°C). Bajo los mismos parámetros se encontró desgaste de flanco con un ancho de 0,3mm en la zona VBb max, parámetro el cual esta regido por la norma ISO 3685, siendo este el valor máximo de desgaste de herramienta obtenido en las pruebas. Con los parámetros de 120m/min y 2mm también se encontró deformación plástica en la microestructura, y la vida de la herramienta fue menor. Mientras que para una velocidad de 90m/min y profundidad de 2mm el nivel de rugosidad fue el mayor, con un valor de 2,32um.

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