[EN] Architecture education in Spain presents a vast technical component which includes the capacity for analyzing and designing building structures. The current architectural context encompasses buildings with an increasing structural complexity which demands the necessary use of computer tools. Professionals looking for a building analysis and design software face substantial difficulties when trying to find not only a listing of commercial products available on the market, but also comprehensive studies about their characteristics, especially regarding their functionality and reliability. National codes neither standardize this type of computer tools' performance, nor supply guidelines which enable the comparison of their features and performance or, at least, which enable to validate the functioning of a certain one. Simultaneously, available international bibliography is scarce, dispersed and clueless about how to confront these tasks independently. Therefore, the current doctoral thesis meets the challenge of developing a testbed which enables users to discover and even to quantify the reliability of different building structures analysis and design software available on the Spanish market. The testbed is configured as a study case, whose plan and methodology have been borrowed from the computer engineering field where it presents an important background and theoretical development. Its dynamics invite users to assess software by modelling and solving the structure of an industrial building. This typology, its features and dimensions have been chosen because of their good representation of the daily commissions of the results' recipients. During the process, users must compile the results for twenty check points. Values for support reactions, internal forces and movements in certain points and load cases, as well as the final size for certain elements are to be determined. The results obtained should be compared with those determined by a strict code application. SAP2000 has been used to solve the analysis and a thorough process by hand has been completed to fulfill the design. A user handbook has been elaborated for the testbed. It contains all necessary instructions for the process completion, as well as a set of cards which facilitate the compilation of results and even allow users to determine a final grading from 0 to 10 points. Commercial versions of Generador de Pórticos and Nuevo Metal 3D of CYPECAD, Tricalc and Architrave have been chosen because of their widespread deployment on the nowadays market and have been tested. Their study has verified the testbed validity and has also permitted to draw important conclusions. Prominent among these, is the remarkable value dispersion in some cases. Surprisingly, it is not a consequence of an inaccurate computation, but of the simplifications due to the attractive automation for certain tasks which these software offer to their users, which frequently lead to oversizing. Dispersion is also caused by insufficient law enforcement, as long as the omission of taking into account certain code articles might result in worrying undersizing. It is intended that the manufactured testbed becomes a public tool with free access and use. Hence, interested users will be able to easily accede to it and to share their results with the professional, business and scientific community. / [ES] La formación del arquitecto en España presenta una amplia vertiente técnica, que contempla su capacidad para diseñar y calcular estructuras de edificación. El contexto arquitectónico actual presenta edificios con una complejidad estructural creciente, que requieren necesariamente la utilización de medios informáticos. Los profesionales que buscan un programa de cálculo de estructuras de edificación encuentran serias dificultades en localizar no sólo una relación de los productos comerciales disponibles en el mercado, sino también de estudios rigurosos de sus características, especialmente en aquello relativo a su funcionalidad y su fiabilidad. La legislación nacional actual no regula las prestaciones de este tipo de herramientas informáticas, ni proporciona pautas que permitan comparar sus características y prestaciones o, al menos, que permitan validar el funcionamiento de una de ellas. Paralelamente, la bibliografía internacional disponible es escasa, dispersa y carente de patrones comunes que posibiliten afrontar de manera autónoma tales tareas. Así pues, la presente tesis doctoral asume el reto de elaborar un banco de pruebas que permita a los usuarios conocer e incluso cuantificar la fiabilidad de los programas de cálculo de estructuras de edificación disponibles en el mercado español. El banco de pruebas se configura como un estudio de caso, cuyo planteamiento y metodología se toman del campo de la ingeniería informática, donde sí presenta importantes antecedentes y desarrollo teórico. Su dinámica invita al usuario a evaluar un programa concreto modelizando y calculando la estructura de una nave industrial. Esta tipología, sus características y dimensiones han sido seleccionadas por su representatividad dentro del trabajo diario de los destinatarios de los resultados. Durante el proceso el usuario debe recopilar los resultados para veinte puntos de control en los que se pregunta el valor de reacciones, solicitaciones y movimientos en ciertos puntos e hipótesis de la estructura, así como el valor del dimensionado final de piezas concretas. Los resultados obtenidos serán comparados con aquellos determinados mediante una estricta aplicación de la normativa, utilizando SAP2000 para el análisis y una detallada resolución manual para el dimensionado. Se ha elaborado un manual del usuario del banco de pruebas. Contiene las instrucciones necesarias para el seguimiento del proceso, así como una colección de fichas que permiten recopilar los resultados e incluso determinar una puntuación final de 0 a 10 puntos. Versiones del Generador de Pórticos y del Nuevo Metal 3D de CYPECAD, del Tricalc y del Architrave han sido seleccionadas por su amplia implantación en el mercado estatal actual y han sido sometidas a ensayo. Su estudio ha verificado la validez del banco de pruebas y ha permitido extraer importantes conclusiones. Entre las mismas cabe destacar la notable dispersión de valores en algunos casos. Sorprendentemente, no es consecuencia de una incorrecta computación, sino de las simplificaciones asociadas a la atractiva automatización de tareas que los programas ofrecen a los usuarios y que suelen derivar en sobredimensionados; y también a una insuficiente aplicación de la normativa a considerar, donde la omisión de determinados puntos del articulado puede traducirse en preocupantes infradimensionados. Se pretende que el banco de pruebas elaborado sea una herramienta pública, de acceso y utilización gratuitos. Así pues, los usuarios interesados podrán acceder a la misma con facilidad y compartir sus resultados con la comunidad profesional, empresarial y científica. / [CAT] La formació de l'arquitecte a Espanya presenta una ampla vessant tècnica, que contempla la seua capacitat per dissenyar i calcular estructures d'edificació. El context arquitectònic actual presenta edificis amb una complexitat estructural creixent, que requereixen necessàriament de la utilització de mitjans informàtics. Els professionals que busquen un programa de càlcul d'estructures d'edificació troben serioses dificultats a l'hora de localitzar no només una relació dels productes comercials disponibles al mercat, sinó també d'estudis rigorosos de les seues característiques, especialment pel que fa a la seua funcionalitat i fiabilitat. La legislació nacional actual no regula les prestacions d'aquest tipus d'eines informàtiques, ni proporciona pautes que permetin comparar les seues característiques i prestacions o, almenys, que permetin validar el funcionament d'una d'elles. Paral·lelament, la bibliografia internacional disponible és escassa, dispersa i mancada de patrons comuns que possibiliten afrontar de manera autònoma aquestes tasques. Així doncs, la present tesi doctoral assumeix el repte d'elaborar un banc de proves que permeti els usuaris conèixer i, fins i tot, quantificar la fiabilitat dels programes de càlcul d'estructures d'edificació disponibles al mercat espanyol. El banc de proves es configura com un estudi de cas, amb un plantejament i metodologia presos del camp de l'enginyeria informàtica, on sí que presenta importants antecedents i desenvolupament teòric. La seua dinàmica convida l'usuari a avaluar un programa concret modelitzant i calculant l'estructura d'una nau industrial. Aquesta tipologia, les seues característiques i dimensions han estat seleccionades per la seua representativitat dins del treball diari dels destinataris dels resultats. Durant el procés l'usuari deu recopilar els resultats per a vint punts de controls on es pregunta el valor de reaccions, sol·licitacions i moviments a certs punts i hipòtesis de l'estructura, així com el valor del dimensionat final de certes peces. Els resultats obtinguts seran comparats amb aquells determinats mitjançant una estricta aplicació de la normativa, emprant SAP2000 per l'anàlisi i una detallada resolució manual pel dimensionat. S'ha bastit un manual de l'usuari del banc de proves. Conté les instruccions necessàries pel seguiment del procés, així com una col·lecció de fitxes que permeten recopilar els resultats i, fins i tot, determinar una puntuació final de 0 a 10 punts. Versions del Generador de Pórticos i del Nuevo Metal 3D de CYPECAD, del Tricalc i del Architrave han estat seleccionades per la seua ampla implantació al mercat estatal actual i han estat sotmeses a assaig. El seu estudi ha verificat la validesa del banc de proves i ha permès extraure importants conclusions. Entre aquestes cap destacar la notable dispersió de valors en alguns casos. Sorprenentment, no és conseqüència d'una computació incorrecta, sinó de les simplificacions associades a l'atractiva automatització de tasques que els programes ofereixen als usuaris i que solen derivar en sobredimensionaments; i també a una insuficient aplicació de la normativa a considerar, on l'omissió de determinats punts de l'articulat pot traduir-se en infradimensionats preocupants. Es pretén que el banc de proves elaborat siga una ferramenta pública, d'accés i utilització gratuïts. Així doncs, els usuaris interessats podran accedir-hi amb facilitat i compartir els seus resultats amb la comunitat professional, empresarial i científica. / Cabrera Fausto, I. (2016). Banco de pruebas de programas de cálculo de estructuras de edificación disponibles en el mercado español [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/63144 / TESIS

[ES] Con el aumento de la demanda de soluciones más amigables con el medio ambiente en la industria de la automoción, el motor de combustión interna alternativo (MCIA) enfrenta actualmente grandes desafíos para minimizar su consumo de recursos no renovables y especialmente, para reducir sus emisiones contaminantes. Debido a que el aporte de los MCIAs es fundamental para cubrir las necesidades de movilidad y de generación de energía alrededor de todo el mundo, y el hecho de que diferentes alternativas, como los motores eléctricos e hibrido, están y continuaran enfrentado múltiples obstáculos para su implementación masiva en el futuro cercano, la investigación continua en MCIA es fundamental para cumplir con los propósitos de reducción de emisiones. En este aspecto, una aproximación para el aumento de la eficiencia del motor y la reducción del consumo de combustible es mediante la implementación de alternativas dirigidas a reducir las pérdidas mecánicas por fricción. Estas alternativas tribológicas incluyen aquellas que requieren modificaciones en los componentes del motor, como materiales y acabados superficiales, y el uso de formulaciones de aceite lubricante de menor viscosidad o aditivos que mejoren las condiciones de lubricación del motor. Con la contante evolución y mejoras en el MCIA y las condiciones de trabajo cada vez más severas, también surgen nuevas alternativas tribológicas para enfrentar los nuevos desafíos del motor, y por tanto se requiere de investigaciones adicionales en este tema. Durante el desarrollo de esta Tesis, uno de los objetivos consistió en contribuir a la investigación del uso de aceites de baja viscosidad para el ahorro de combustible como un efecto conjunto con las condiciones de conducción del vehículo. Para llevar a cabo este objetivo, se desarrollaron ensayos experimentales bajo condiciones estacionarias en un banco de motor con formulaciones de aceite de diferente viscosidad HTHS, algunas de ellos con aditivo modificador de fricción para expandir el rango de reducción de fricción a condiciones de lubricación más severas. Los mapas de consumo de combustible resultantes de estos ensayos fueron utilizados en un modelo de simulación del vehículo para estimar su consumo de combustible como función del aceite y las condiciones de trabajo de tres ciclos de conducción. Con el objetivo de expandir los conocimientos en los fundamentos de lubricación de los MCIAs y tener la capacidad de evaluar otras alternativas para reducir las pérdidas por fricción, se consideró necesario enfocar la investigación en el conjunto pistón-camisa, que es el par tribológico con mayor aporte a las perdidas por fricción. Para conseguir este objetivo, durante esta Tesis se desarrolló una maqueta específica para el ensamble pistón-camisa, y un modelo teórico para simular la lubricación del segmento de compresión. Para la primera parte, la maqueta se desarrolló basada en el método de camisa flotante, en el cual la camisa fue aislada del resto del motor y la fuerza de fricción generada en la interfaz pistón-camisa pudo ser medida mediante sensores de fuerza. En esta instalación se desarrollaron diferentes ensayos los cuales permitieron llevar a cabo un análisis exhaustivo de los fundamentos de lubricación de este par tribológico como función de diferentes parámetros que tiene impacto en las condiciones de lubricación. Este estudio se complementó con el desarrollo de un modelo de lubricación para el segmento de compresión basado en el método de diferencias finitas. Finalmente, se llevó a cabo una comparativa de resultados experimentales y teóricos para el segmento de compresión, lo cual permitió validar los ensayos experimentales en la maqueta de camisa flotante, así como el modelo de simulación desde el punto de vista de datos de entrada, condiciones de contorno y supuestos. / [CA] Amb l'augment de la demanda de solucions més amigables amb el medi ambient en la indústria de l'automoció, el motor de combustió interna alternatiu (MCIA) s'enfronta actualment a grans desafiaments per minimitzar el seu consum de recursos no renovables i especialment, per reduir les seves emissions contaminants . Tenint en compte que l'aportació dels MCIA és fonamental per a cobrir les necessitats de mobilitat i generació d'energia arreu de tot el món, i el fet que diferents alternatives, com els motors elèctrics i híbrids, estan i continuaran enfrontat múltiples obstacles per a la seva implementació massiva al proper futur, la investigació contínua en MCIA és fonamental per complir amb els propòsits de reducció d'emissions. En aquest aspecte, una aproximació per a l'augment de l'eficiència del motor i la reducció de consum de combustible és mitjançant la implementació d'alternatives dirigides a reduir les pèrdues mecàniques per fricció. Aquestes alternatives tribològiques inclouen aquelles que requereixen modificacions de components del motor, com materials i acabats superficials, i l'ús de formulacions d'oli lubricant de menor viscositat o additius que milloren les condicions de lubricació del motor. Amb la constant evolució i millores en el MCIA i les condicions de treball cada vegada més severes, també sorgeixen noves alternatives tribològiques per enfrontar els nous desafiaments del motor, i per tant es requereix d'investigacions addicionals en aquest tema. Durant el desenvolupament d'aquesta Tesi, un dels objectius va consistir a contribuir a la investigació de l'ús d'olis de baixa viscositat per a l'estalvi de combustible com un efecte conjunt amb les condicions de conducció de vehicle. Per dur a terme aquest objectiu, es van desenvolupar assajos experimentals sota condicions estacionàries en un banc de motor amb formulacions d'oli de diferent viscositat HTHS, algunes d'elles amb additiu modificador de fricció per expandir el rang de reducció de fricció a condicions de lubricació més severes . Els mapes de consum de combustible resultants d'aquests assajos van ser utilitzats en un model de simulació del vehicle per estimar el seu consum de combustible com a funció de l'oli i les condicions de treball de tres cicles de conducció. Amb l'objectiu d'expandir els coneixements en els fonaments de lubricació dels MCIAs i tenir la capacitat d'avaluar altres alternatives per reduir les pèrdues per fricció, es va considerar necessari enfocar la recerca al conjunt pistó-camisa, que és el parell tribològic amb major aportació a les perdudes per fricció. Per aconseguir aquest objectiu, durant aquesta Tesi es va desenvolupar una maqueta específica per al acoblament pistó-camisa, i un model teòric per simular la lubricació del segment de compressió. Per a la primera part, la maqueta es va desenvolupar basada en el mètode de camisa flotant, en el qual la camisa va ser aïllada de la resta del motor i la força de fricció generada en la interfície pistó-camisa va poder ser mesurada mitjançant sensors de força. En aquesta instal·lació es van desenvolupar diferents assajos els quals van permetre dur a terme una anàlisi exhaustiva dels fonaments de lubricació d'aquest parell tribològic com a funció de diferents paràmetres que tenen impacte en les condicions de lubricació. Aquest estudi es va complementar amb el desenvolupament d'un model de lubricació per al segment de compressió basat en el mètode de diferències finites. Finalment, es va dur a terme una comparativa de resultats experimentals i teòrics per al segment de compressió, la qual cosa va permetre validar els assajos experimentals a la maqueta de camisa flotant, així com el model de simulació des del punt de vista de dades d'entrada, condicions de contorn i hipòtesis. / [EN] With the increasing demand for greener solutions in the automotive industry, the ICE is currently facing great challenges to minimize the consumption of nonrenewable resources and specially to reduce its harmful emissions. Given that the contribution of the ICE is fundamental to cover the actual mobility and power generation needs worldwide, and the fact that different power-train alternatives, such as electric and hybrid vehicles, are and will continue facing multiple obstacles for their large-scale implementation in the near future, the continuous research on the ICE is fundamental in order to meet the emissions reduction targets. In this regard, one approach to increase the engine efficiency and reduce the fuel consumption, is through the implementation of alternatives aimed to reduce the friction mechanical losses. These tribological alternatives include those that require modifications to the engine components, such as materials and surface finishes, and the use of lubricant oil formulation of lower viscosity or additives that improve the lubrication performance of the engine. With the ongoing evolution and improvement of the ICE and the increasingly severe working conditions, new tribological solutions also emerge to face the new challenges in the ICE, and therefore further research is required on this subject. During the development of this Thesis, one of the objectives was to contribute to the research on low viscosity engine oils for fuel economy as a joint effect with the driving conditions of the vehicle. To accomplish this, experimental tests were performed under stationary conditions in an engine bench test for oil formulations of different HTHS viscosity, some of them with friction modifier additive to expand the friction reduction effect to more severe lubrication conditions. The resultant fuel consumption maps were then employed in a vehicle model to estimate the fuel consumption of the vehicle as function of the oil formulation and the working conditions of the three driving cycles. With the aim of expanding the knowledge on the lubrication fundamentals of the engine and to have the capability to assess other alternatives to further reduce the friction mechanical losses, it was deemed necessary to focus the research on the piston-cylinder liner assembly, the tribo-pair of major friction share. In order to achieve this objective, a test rig was developed in this Thesis specific for the piston-liner assembly, and a theoretical model to estimate the lubrication of the piston compression ring. For the first part, the test rig was designed based on the floating liner method, where the cylinder liner was isolated from the rest of the engine and the friction force generated in the piston-liner conjunction could be measured by means of force sensors. Different tests were developed in this test rig which allowed a comprehensive analysis of the piston lubrication fundamentals as function of different parameters having an impact on the lubrication performance of this assembly. This study was complemented with the development of a piston compression ring lubrication model based on the finite differences method. A comparison of experimental and theoretical results was performed for the piston compression ring that helped to validate both the experimental tests in the floating liner and the simulation model from the point of view of input data, boundary conditions and assumptions. / Bastidas Moncayo, KS. (2021). Experimental and analytical study of the mechanical friction losses in the piston-cylinder liner tribological pair in internal combustion engines (ICE) [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/172188 / TESIS