Aufgrund der stetig wachsenden Anforderungen hinsichtlich Gewichtsreduzierung und Funktionsintegration, besonders im Bereich des Automobilbaus, werden traditionell aus metallischen Werkstoffen gefertigte Komponenten immer häufiger durch Kunststoffbauteile substituiert. Dem entgegen steht derzeit die Tatsache, dass, trotz hohen Prozessverständnisses und des Wissens um die Prozess-Struktur-Eigenschafts-Beziehungen beim Vibrationsschweißen, die theoretisch erzielbaren Schweißnahtfestigkeiten, von 90 % bis 100 % des unverstärkten Grundmaterials, in der industriellen Serienfertigung bei weitem nicht erreicht werden. Die Komplexität eines industriell gefertigten Bauteils wird an Plattenprüfkörpern simuliert. Die Ergebnisse der Schweißversuche zeigen, dass unterschiedliche Wandstärken im Schweißnahtbereich, Bauteilverzug und unterschiedliche Schwingrichungen innerhalb einer Schweißnaht zu ungleichmäßigen lokalen Prozessbedingungen währenden des linearen Vibrationsschweißprozesses führen. Diese hinterlassen lokale Schwachstellen, welche das Gesamtbauteilversagen bestimmen. Durch alternative Prozessführungsstrategien, wie das Hochdruckanfahren und die IR-Vorwärmung, können diese Schwachstellen reduziert und die Gesamtbauteilfestigkeit angehoben werden. Dies wird am Beispiel des Bauteilverzugs veranschaulicht. / Due to the increasing demands for weight reduction and integration of function, especially in the field of automotive, components made of metallic materials are increasingly being substituted by components made of thermoplastic materials. In contrast to this there is currently the fact that, despite the high process understanding of the vibration welding and the knowledge of the process-structure-property relationships, the theoretically achievable weld strengths of 90 % to 100 % of the unreinforced base material strength are far to be achieved in industrial series production. The complexity of an industrially manufactured component is simulated by using plate test specimens. The results of the welding experiments show that different wall thicknesses in the weld area, component warpage and different friction angle within the weld leads to nonuniform local process conditions during linear vibration welding process. This results in local weak spots, which reduce the total component strength. These local weak spots can be reduced by using alternative process strategies, such as in-process pressure variation and IR preheating. So not only the local strengths but also the total component strength will be increased. This is shown on the example of component warpage.

La presente investigación está relacionada principalmente con la utilización del Ensayo de Penetración Estándar (SPT) y el Ensayo de Corte Directo, a través de dichos ensayos se obtuvo resultados que se usaron para formular una expresión de corrección. El estudio se realizó en suelos arenosos que poseen un porcentaje de finos menor al 12 % en los distritos limeños de Villa El Salvador y Ventanilla. Debido a la gran difusión y utilización del Ensayo de Corte Directo es de suma importancia que los resultados obtenidos sean lo más confiable posible, pues de ello depende el diseño de estructuras de cimentación, taludes, terraplenes, entre otros. Sin embargo, existe una gran dificultad para obtener muestras inalteradas de suelos arenosos, lo que induce a que se realice ensayos de Corte Directo remoldeando el espécimen a su densidad natural, contenido de humedad, compacidad y demás, esto podría generar una variación considerable en los resultados (parámetros de resistencia del suelo). En base a lo descrito anteriormente, se considera necesario buscar la manera de contrarrestar dicho problema, por ello se propone formular una expresión de corrección para el ángulo de fricción obtenido en los ensayos de Corte Directo de muestras remoldeadas. Para la formulación de dicha expresión, se empleó el programa Microsoft Excel para realizar una regresión lineal múltiple con las variables relacionadas al ángulo de fricción teniendo como resultado una expresión de corrección que mejora los ángulos de fricción del Ensayo de Corte Directo en un 63.69 %. / The present investigation is mainly related to the use of the Standard Penetration Test (SPT) and the Direct Shear Test, through these tests results were obtained that were used to formulate a correction expression. The study was carried out on sandly soils with a percentage of fine less than 12 % in the Lima districts of Villa El Salvador and Ventanilla. Due to the great diffusion and use of the Direct Shear Test it is of utmost importance that the results obtained are as reliable as possible, since it depends on the design of foundation structures, slopes, embankments, among others. However, there is great difficulty in obtaining undisturbed samples from sandy soils, which induces to Direct Shear tests being carried out, reshaping the specimen to its natural density, moisture content, compactness and others, this could generate a considerable variation in the results (soil resistance parameters). Based on the above, it is considered necessary to find a way to counteract this problem, for this reason it is proposed to formulate a correction expression for the friction angle obtained in the Direct Shear tests of remoulded samples. For the formulation of said expression, the Microsoft Excel program was used to perform a multiple linear regression with the variables related to the friction angle, resulting in a correction expression that improves the friction angles of the Direct Shear Test by 63.69 %. / Tesis

El suelo volcánico de la región de Moquegua en la provincia de Omate es un material de grano mediano, muy frágil y poco denso a su vez; lo cual hace que tenga un mal comportamiento geotécnico. El material proveniente de un talud, se le adicionará conglomerantes como el cemento y la cal para mejorar sus parámetros geotécnicos y evaluar desde un punto de vista más ingenieril. La metodología de esta investigación se inició con los ensayos para caracterizarlos, entre ello se realizó el ensayo de tamizado NTP 339.128 (ASTM D422), el ensayo para determinar el contenido de humedad NTP 339.127 (ASTM D42216); con la finalidad de poder determinar el suelo de estudio. Luego se realizaron ensayos de pH del suelo NTP 339.176 y de compactación Proctor Modificado NTP 339.141 (ASTM D1557), estos se usaron con el propósito de hallar la mejor dosificación de cal para la arena y del Proctor trato de encontrar la máxima densidad seca del suelo para aplicar esa misma densidad en los ensayos de corte. Finalmente, se ensayaron muestras a un Corte Directo NTP 339.171 (ASTM D3080), con la finalidad de obtener los parámetros de ángulo de fricción y cohesión. Las combinaciones de dosificación de cal que se usó para toda la tesis fueron de 4% constante para todas las muestras y de cemento fueron 2%, 4%, 6% y 8%. En suma, se realizaron estos ensayos a 3 y 7 días de curado, con el fin de evaluar el comportamiento y la tendencia de los esfuerzos cortantes a más días. Los resultados más relevantes mostraron que se obtuvieron un aumento de su ángulo de fricción en respecto al suelo natural de 16% para una mezcla de 2% de cemento y 4% de cal, 30% para una mezcla de 4% de cemento y 4% de cal, 28% para una mezcla de 6% de cemento y 4% de cal; y 22.57% para una mezcla de 8% de cemento y 4% de cal; estos resultados son dados para un curado de 3 días. En cambio, para un curado de 7 días se tienen los siguientes resultados de ángulo de fricción respecto al suelo natura de 27% para una mezcla de 2% de cemento y 4% de cal, 37% para una mezcla de 4% de cemento y 4% de cal, 35% para una mezcla de 6% de cemento y 4% de cal; y 29.92% para una mezcla de 8% de cemento y 4% de cal. En cuanto a los esfuerzos de resistencia al corte que se mostraran más adelante, se puede decir que mejoran con respecto al suelo natural, ya sea para un curado de 3 y 7 días. / The volcanic soil of the Moquegua region in the province of Omate is a medium grain material, very fragile and not very dense; which causes him to have a bad geotechnical behavior. The material from a slope will be added with binders such as cement and lime to improve its geotechnical parameters and evaluate from a more engineering point of view. The methodology of this investigation began with the tests to characterize them, among them the NTP 339.128 sieve test (ASTM D422) was performed, the test to determine the NTP 339.127 moisture content (ASTM D42216); in order to determine the study floor. Then, NTP 339.176 soil pH and Modified Proctor NTP 339.141 (ASTM D1557) compaction tests were performed, with the purpose of finding the best lime dosage for the sand and the Proctor trying to find the maximum dry soil density to apply that same density in cutting tests. Finally, samples were tested at a Direct Cut NTP 339.171 (ASTM D3080), in order to obtain the parameters of friction and cohesion angle. The lime dosage combinations that were used for the entire thesis were 4% constant for all samples and cement were 2%, 4%, 6% and 8%. In sum, these trials were performed at 3 and 7 days of cure, in order to evaluate the behavior and tendency of the shear stresses to more days. The results obtained indicate that the friction angle shows an increase in proportion to natural soil of 16% for a mixture of 2% cement and 4% lime, 30% for a mixture of 4% cement and 4 Lime%, 28% for a mixture of 6% cement and 4% lime; and 22.57% for a mixture of 8% cement and 4% lime; These results are given for a 3-day cure. On the other hand, for a 7-day cure, the following friction angle results with respect to the natural soil of 27% for a mixture of 2% cement and 4% lime, 37% for a mixture of 4% cement and 4% lime, 35% for a mixture of 6% cement and 4% lime; and 29.92% for a mixture of 8% cement and 4% lime. / Tesis

Aufgrund der stetig wachsenden Anforderungen hinsichtlich Gewichtsreduzierung und Funktionsintegration, besonders im Bereich des Automobilbaus, werden traditionell aus metallischen Werkstoffen gefertigte Komponenten immer häufiger durch Kunststoffbauteile substituiert. Dem entgegen steht derzeit die Tatsache, dass, trotz hohen Prozessverständnisses und des Wissens um die Prozess-Struktur-Eigenschafts-Beziehungen beim Vibrationsschweißen, die theoretisch erzielbaren Schweißnahtfestigkeiten, von 90 % bis 100 % des unverstärkten Grundmaterials, in der industriellen Serienfertigung bei weitem nicht erreicht werden. Die Komplexität eines industriell gefertigten Bauteils wird an Plattenprüfkörpern simuliert. Die Ergebnisse der Schweißversuche zeigen, dass unterschiedliche Wandstärken im Schweißnahtbereich, Bauteilverzug und unterschiedliche Schwingrichungen innerhalb einer Schweißnaht zu ungleichmäßigen lokalen Prozessbedingungen währenden des linearen Vibrationsschweißprozesses führen. Diese hinterlassen lokale Schwachstellen, welche das Gesamtbauteilversagen bestimmen. Durch alternative Prozessführungsstrategien, wie das Hochdruckanfahren und die IR-Vorwärmung, können diese Schwachstellen reduziert und die Gesamtbauteilfestigkeit angehoben werden. Dies wird am Beispiel des Bauteilverzugs veranschaulicht. / Due to the increasing demands for weight reduction and integration of function, especially in the field of automotive, components made of metallic materials are increasingly being substituted by components made of thermoplastic materials. In contrast to this there is currently the fact that, despite the high process understanding of the vibration welding and the knowledge of the process-structure-property relationships, the theoretically achievable weld strengths of 90 % to 100 % of the unreinforced base material strength are far to be achieved in industrial series production. The complexity of an industrially manufactured component is simulated by using plate test specimens. The results of the welding experiments show that different wall thicknesses in the weld area, component warpage and different friction angle within the weld leads to nonuniform local process conditions during linear vibration welding process. This results in local weak spots, which reduce the total component strength. These local weak spots can be reduced by using alternative process strategies, such as in-process pressure variation and IR preheating. So not only the local strengths but also the total component strength will be increased. This is shown on the example of component warpage.