Escuela de Ingeniería Mecánica

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  • PublicaciónAcceso abierto
    Conexión soldada implementando costillas como refuerzo en viga doble t - columna circular compuesta.
    (Universidad del Valle, 2021-08-19) Gutiérrez, Albio; Ramírez Duque, Jose Luis; Ramírez, Cristhian; Areiza, Gilberto; Grupo de Investigación en Fatiga y Superficies (GIFS)
    Este trabajo presenta los resultados de investigación del comportamiento sísmico de una conexión de viga de acero doble T y columna de tubo relleno de hormigón mediante diafragmas, de acuerdo con las pautas de diseño dadas por las normas AISC 341-16 y AISC 358-16. Se presentan los resultados de un estudio experimental que involucra cargas cíclicas de acuerdo con los estándares FEMA 350 para estructuras resistentes a terremotos. Los modos de falla, desempeño histerético, degradación de resistencia y rigidez, clasificación de rigidez y disipación de energía de esta configuración se estimaron en detalle para investigar el comportamiento sísmico. Los resultados experimentales indican que la viga de acero de doble T y la conexión de la columna de tubo de acero rellena de hormigón con diafragmas exhibe grandes bucles histeréticos, desarrolla ductilidad y capacidad de disipación. Las capacidades de rotación cumplieron con los requisitos de diseño de ductilidad sismorresistente de acuerdo con la normativa vigente. De esta manera, la conexión propuesta es adecuada para ser utilizada en estructuras especiales de pórticos de momento ubicadas en áreas de alta amenaza sísmica. Este estudio experimental permite mejorar el proceso de diseño de este tipo de conexiones.
  • PublicaciónAcceso abierto
    BIOMODE : Biomechanical Modeling of Deglutition.
    (Universidad del Valle, 2019-03-07) Collazos Pino, Argemiro; Ladino Ospina, Jair Alexander; Casanova, Gonzalo Fernando; Pierre Hermant, Nicolas; Ramírez Parra, Nicolás; García Posada, Mauricio; Blandón, Juan Camilo; Terán, Leonel Albeiro; Grupo de investigación en Fatiga y Superficies GIFS; Grupo de Investigación en Mejoramiento Industrial GIMI
    Deglutition or swallowing is the process in which, coordinate motion of several muscles transport the food bolus, from the oral cavity to the low esophageal sphincter. This process is composed by several stages such as food bolus preparation, propulsion, pharyngeal and esophageal stages. In general, any physiological or pathological affection to this coordinated process is known as dysphagia, and it is associated with stroke survivors, Parkinson, multiple sclerosis, and in general aged related diseases. Dysphagia severely affects the life quality of the patient and can cause death, mainly to the effects of food bolus aspiration (aspiration pneumonia). This research was done in collaboration with GIPSA-LAB, who work under the macro project “eSwallHoome”, funded by the French Agence Nationale de la Recherche (FANR) The research has as the main objective to study and explain the mechanisms of breathing and swallowing via in vivo, in vitro and in simulacra approaches. The project Biomechanical modeling of deglutition (Biomode) is focused on modeling the behavior of food bolus during the swallowing process. This project aimed to contribute to the understanding of the physical phenomena underlying swallowing. Particularly, this project developed tongue’s elastic models and simplified models related with the interaction of a liquid, Newtonian food bolus and the oral cavity during the oral propulsion stage. The approach of the study was both experimental and computational. The highlights of the project included: 1. Mechanical models of tongue’s motion and deformation based on hyperelastic muscle’s properties. 2. Numerical tools for the simulation of large displacement models coupled with nonlinear elastic materials that would potentially describe the fluid structure interaction during oral propulsion stage and also compare the results with experimental data taken from a simplified bench and 3. Generation of simplified dimensionless models of oral propulsion stage based on the interaction between a Newtonian fluid food bolus and the physiological accurate tongue’s dynamics, responsible for oral propulsion. During the project, GIPSA-Lab/TIMC-IMAG laboratories from Grenoble and Nicolas Hermant from Universidad del Valle, developed a full 3D nonlinear elastic model using finite element method and high displacement models of human tongue biomechanics. Also, a basic fluid structure interaction with Newtonian fluid and a nonlinear latex membrane with high displacement model was implemented in ANSYS® Workbench. Finally, two novel simplified dimensionless models for estimation of fluid/tongue interaction load as function of flow regime and fluid food bolus properties were proposed.
  • PublicaciónAcceso abierto
    Análisis del comportamiento a la fatiga de un acero inoxidable martensítico térmico de nitruración y recubrimiento por HVOF.
    (Universidad del Valle, 2019) Coronado Marín, John Jairo; Rodríguez Pulecio, Sara Aída; Hernandez Rengifo, Erick; Grupo de Investigación en Fatiga y Superficies (GIFS)
    Actualmente en la industria de turbo-maquinaria se vienen utilizando estrategias para aumentar la resistencia a fatiga y para mitigar el desgaste erosivo por cavitación y por partícula dura de componentes mecánicos. En este proyecto se caracterizó el comportamiento a fatiga rotativa por flexión pura en agua de un acero usado en turbo maquinaria con dos tratamientos termoquímicos y un recubrimiento. Como sustrato se usó el acero inoxidable martensílico 13Cr -4 Ni equivalente al grado CA6NM de la norma ASTM A743. Se aplicaron tratamientos superficiales como: nitruración por plasma, nitrocarburación en baño de sales y recubrimientos de carburo de tungsteno (WC10Co4Cr) aplicado por rociado térmico.
  • PublicaciónAcceso abierto
    Evaluación integral de un sistema de atención teleasistida de rehabilitación física de lesiones de la rodilla.
    (2019-10-22) Tovar Cuevas, Jose Rafael; García Melo, Jose I.; Pabon, Anabella; Rubiano Ovalle, Oscar; Quiñones, Gettsy; Hoyos, Cristian; Mendez, Laura; Parra, Diego Alejandro; Contreras, Juan David; Chamorro, Cristian; Correa, Jenny Carolina; Castaño, German; Mutis, Juan David; Caravali, Jhon Emerson; Mendez, Andres Camilo
    Con el fin de hacer una evaluación integral del funcionamiento del sistema de rehabilitación física teleoperado, se diseño un sistema de información a través de la construcción de un conjunto de indicadores, variables que se identificaron a partir de los diagramas de flujo de datos del sistema de información. Al realizar una prueba piloto al prototipo se encontraron varias eventualidades, algunas relacionadas con el componente técnico-mecánico y otros con el sistema de información. El principal resultado del proyecto fue la validación de la operación del equipo y del sistema teleoperado, la identificación de algunas fallas que pueden presentarse en su operación lo que conllevó a realizar mejoras en el prototipo relacionadas con cambio de materiales, rediseño de algunas pruebas, calibraciones, y otros que dejan el dispositivo en una etapa de desarrollo del más próximo a su proceso de convertirse en un dispositivo médico
  • PublicaciónAcceso abierto
    Efecto de los tratamientos termo-mecánicos en la respuesta tribológica de una aleación Fe-Mn-Al-C para aplicaciones industriales.
    (2019-10-21) Moreno Santander, Martín Alonso; Castro, Yesid Aguilar; Valdés Ortiz, Jairo Antonio; Coronado, John Jairo; Rodríguez, Sara Aida; Teran Correa, Fabian Andres; Zambrano, Oscar Alexander
    El desgaste severo en elementos de máquinas y sistemas mecánicos es una problemática persistente a nivel nacional y mundial la cual requiere ser atendida de forma integral y frontal mediante soluciones innovadoras. El desarrollo de nuevos materiales que satisfagan requerimientos de mínimo costo, gran durabilidad y un satisfactorio desempeño mecánico-tribológico para diferentes condiciones de uso en la industria, es la motivación que ha impulsado grandes revoluciones en la ingeniería lo cual es esencial para una solución integral al problema vigente, Así, surge la idea de desarrollar y reemplazar parcial o totalmente gran cantidad de materiales convenciones por nuevas aleaciones resistentes al desgaste. Las aleaciones del sistema Fe-Mn-Al-C prometen ser uno de los materiales sustitutos, principalmente por sus propiedades mecánicas que en algunos casos son superiores a las del los aceros inoxidables y aceros Hadfield.
  • PublicaciónAcceso abierto
    Desarrollo de tecnología para caracterización de fenómenos térmicos.
    (2018-08-23) Herrera Cáceres, Carlos Alberto; Rosillo Peña, Miguel Enrique
    A través de este proyecto se desarrolló tecnología propia para caracterización de fenómenos térmicos: comportamiento en estado transitorio de sistemas de resistencia interna no despreciable (con intercambio de calor a un medio calefactor), comportamiento en estado transitorio de sistemas de resistencia interna despreciable (con intercambio de calor a medio ambiente), e ilustración del fenómeno de radiación y caracterización de la propiedad de la emisividad radiante.
  • PublicaciónAcceso abierto
    Desarrollo de un sistema tele-operado vía Internet para incrementar la cobertura de atención en rehabilitación de rodilla en pacientes con vulnerabilidad geográfica.
    (2018-04-20) García Melo, José I.; Caicedo, Nayiver Gladys
    En Colombia, al igual que en varios países en vía de desarrollo, tales como Brasil, México, entre otros, el servicio de salud evidencia varias posibilidades de mejora: en términos de cobertura, accesibilidad y calidad del servicio. Por ejemplo, en zonas rurales en Colombia debido a los limitados recursos en los centros de salud una parte de la población se ve afectada en la calidad del servicio de salud que reciben configurando una condición de vulnerabilidad geográfica en relación al acceso de los servicios de salud. En este contexto, este proyecto de investigación se centró en el desarrollo de una infraestructura para apoyar a los centros de salud con recursos técnicos, que permitan una atención de rehabilitación de rodilla independiente de la localización tanto del paciente como del profesional de la salud. Para esto, fueron abordados tres aspectos principales, 1) arquitectura con orientación a servicios de un sistema de rehabilitación física tele-asistida de rodilla. 2) modelado de la arquitectura planteada usando redes de Petri Coloreada, que permiten asegurar la integración y coordinación de los diferentes servicios que hacen parte de la arquitectura planteada. 3) Especificación, construcción y pruebas de una ayuda técnica de rehabilitación física de rodilla que permite la ejecución de un protocolo de rehabilitación pasivo o activo. Para evaluar la efectividad de los aspectos considerados en la realización de este proyecto, fue desarrollado un ejemplo de aplicación centrado en rehabilitación pasiva o activa tele-operada de rodilla. Los resultados alcanzados fueron: presentación a evaluación de un artículo en una revista indexada de Colciencias, la formación de un talento humano en varios niveles: un estudiante a nivel posgrado, en maestría, en ingeniería con énfasis en ingeniería mecánica con sugerencia a distinción, tres estudiantes a nivel de pregrado en ingeniería mecánica y dos estudiantes participantes del programa de semilleros en la facultad de Ingeniería de la Universidad del Valle. Así mismo, se divulgó la experiencia alcanzada con la presentación de ponencias a nivel nacional e internacional. También, se elaboraron y presentaron dos propuestas en la convocatoria interna 2015 y una externa en el marco de la convocatoria para proyectos de investigación y desarrollo en ingenierías de Colciencias en el 2015, las de convocatoria interna se están desarrollando y en la ultima los evaluadores evidenciaron potencialidades, sin embargo, recomendaron la necesidad de tener un socio estratégico que permitiera la transferencia de la tecnología generada. Estos resultados permitieron alcanzar el 100% de los productos esperados en este proyecto.
  • PublicaciónAcceso abierto
    Análisis del running-in en el comportamiento tribológico de materiales susceptibles a endurecimiento por deformación.
    (2018-04-18) Rodríguez, Sara Aida; Coronado, John Jairo; Delgado, Fernando; Iglesias, Brian; Muñoz, Camilo; Saltarén, Sebastián; Caicedo, Joyner; Arcila, Bryan; Zambrano, Oscar; Muñoz, Jonathan
    El termino running-in hace referencia a una etapa de transición en un sistema tribológico. La transición tribológica puede ser inducida o impuesta por cambios en las condiciones de operación o puede ocurrir naturalmente como consecuencia del tiempo de operación del sistema sin intervención externa. Durante el running-in la fricción, temperatura y la tasa de desgaste cambian con el tiempo, este cambio es consecuencia de alteraciones en la rugosidad superficial, cambios en la composición química de las superficies, microestructura, dureza y distribución del tercer cuerpo. En este proyecto se analizó i) el efecto de la dureza inicial, ii) el endurecimiento por deformación, iii) la carga, iv) la rugosidad superficial, v) velocidad de deslizamiento, y vii) tamaño de abrasivo sobre el coeficiente de fricción y tasa de desgaste en la etapa de running-in y en su subsecuente etapa estable o estacionaria en materiales susceptibles a endurecimiento por deformación: fermanal, aceros al manganeso (Hadfield), y dos aceros inoxidables austeníticos, bajo condición de desgaste por deslizamiento, desgaste abrasivo a dos cuerpos, desgaste por impacto y fatiga en flexión rotatoria. Para lograr estos objetivos se realizaron ensayos de desgaste abrasivo (configuración pin-lija), ensayos de deslizamiento (configuración pin-disco), ensayos de desgaste por impacto por martillos basculantes y ensayos de fatiga en flexión rotativa y se usó microscopia electrónica de barrido para caracterizar las superficies de desgaste y fractura. Se medió la pérdida de masa usando una balanza analítica y se registró el coeficiente de fricción como una función del tiempo de ensayo para cada material. Todas las variables se correlacionaron usando métodos estadísticos. Los resultados permitieron incrementar el conocimiento del fenómeno de desgaste, entender la influencia de cada una de las variables evaluadas e identificar los materiales con mejores características para ser usados en aplicaciones industriales; contribuyendo al fortalecimiento de las líneas de investigación en tribología y fatiga e integridad de componentes mecánicos del Grupo de Investigación en Fatiga y Superficies. En el marco de este proyecto se realizó una tesis de maestría y tres trabajos de pregrado en ingeniería mecánica. Y se publicó un artículo en la revista Wear indexada en categoría A1, se sometió a publicación un artículo a la revista International journal of fatigue indexada en categoría A1 y se presentaron cuatro trabajos en el simposio de ingeniería