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Estudio de la resistencia a la tracción y a la flexión de materiales compuestos de matriz polimérica fabricados mediante impresión 3DMaz Vargas, Héndrick 14 December 2018 (has links)
La tecnología de manufactura aditiva, AM (additive manufacturing) se está usando con gran
éxito en las diversas aplicaciones del modelado por deposición fundida, FDM (fused
deposition modeling). Esta es la tecnología más usada en la fabricación 3D principalmente
en el área de ingeniería mecánica que la incorpora a sus procesos de producción de
prototipos rápidos para pruebas funcionales de bajo costo, componentes complejos, piezas,
accesorios, fabricados a partir de modelos digitales.
Debido a la necesidad de mejorar las propiedades mecánicas de la materia prima usado
para la fabricación de componentes, existe la exigencia de buscar nuevos materiales que
puedan ser usados con la tecnología de impresión 3D. Uno de los posibles métodos es la
adición de refuerzos de nanotubos de carbono y fibras de carbono a materiales poliméricos
como el ABS (acrilonitrilo butadieno styrene). Así, formar materiales compuestos de matriz
polimérica que podrían ser utilizados directamente en aplicaciones reales como en la
industria aeronáutica y automotriz.
El presente trabajo tiene como objetivo la fabricación y caracterización de materiales
compuestos de matriz polimérica usando impresión 3D para luego evaluar y comparar sus
propiedades mecánicas. Para la fabricación se utilizó la tecnología de impresión FDM y los
siguientes materiales: ABS puro, compuestos de ABS más nanotubos de carbono y ABS
más fibra de carbono.
La metodología seguida para el desarrollo del trabajo primero fue el diseño de las muestras,
para ello se utilizó la norma ASTM D638 para las probetas de tracción y ASTM D790 para
las probetas de flexión; luego se determinó los parámetros de fabricación variando alturas
de capas de deposición a 0,4 mm y 0,2 mm; y cinco diferentes tipos de mallado interno
variando las orientaciones de deposición de capas a 90°, 0°, 45°, 0°/90° y 45°/-45°. Luego
se procedió a la determinación de las propiedades mecánicas mediante ensayos de tracción
y flexión. Finalmente, se realizó una caracterización estructural a la superficie de fractura
mediante microscopía electrónica de barrido, SEM (scanning electron microscope). Como resultado final de los ensayos de tracción y flexión se tiene que en general los
especímenes fabricados con ABS tienen mayor resistencia que los compuestos de ABS
más nanotubos de carbono y ABS más fibra de carbono. Siendo los especímenes
fabricados con 0,2 mm de altura de capa más resistentes que los de 0,4 mm.
Además, los especímenes fabricados con 0,2 mm de altura de capa tienen resistencia igual
a la del filamento base utilizado para la fabricación. Este caso se cumple solo en el ABS y
ABS más nanotubos de carbono. En el compuesto ABS más fibra de carbono se refleja una
notable disminución de la resistencia.
Aunque los resultados del módulo de elasticidad tienen una elevada variabilidad, en todos
los casos los materiales compuestos tienen una mayor rigidez respeto al ABS; sin embargo,
la rigidez del compuesto ABS más fibra de carbono disminuye a la mitad respecto a su
filamento base.
Finalmente, los resultados del SEM indican que en el compuesto ABS más fibra de carbono,
estas micro partículas no se adhieren de manera correcta a la matriz polimérica creando
cavidades entre matriz y aditivo, debilitando la acción del refuerzo al momento de la
transferencia de esfuerzos. Resultado que se reflejó durante de los ensayos mecánicos / Tesis
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Mecánica de materiales. MTA2. Esfuerzos normales y cortantes29 November 2013 (has links)
Trataremos el tema Esfuerzos Normales y Cortantes.
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Mecánica de materiales. MTA4. Flexión29 November 2013 (has links)
Trataremos de esfuerzos en vigas: 1-Esfuerzos normales. 2-Esfuerzos cortantes.
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Mecánica de materiales. MTA6. Teorema de Castigliano29 November 2013 (has links)
Desarrollo del teorema de Castigliano
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Mecánica de materiales. MTA5. Deformación de vigas28 November 2013 (has links)
Desarrollo del método de doble integración y del método de la viga conjugada.
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Mecánica de materiales. MTA3. Torsión29 November 2013 (has links)
Trataremos el tema: Torsión.
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Mecánica de materiales. MTA1. Esfuerzos de Tracción y Compresión29 November 2013 (has links)
Trataremos sobre los esfuerzos de tracción y comprensión
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Control de la trituración de los ladrillos huecos mediante malla de refuerzo en muros de albañilería confinada sujetos a carga lateral cíclicaBarr Rosso, Krishan, Pineda Beltrán, César Arturo 16 November 2011 (has links)
En el presente proyecto se pretende dar solución mediante el uso de malla electrosoldada recubierta con un tarrajeo de cemento, para tratar de controlar en mayor grado el grosor de las grietas diagonales. De lograrse el objetivo, la malla podría emplearse como un refuerzo externo en las construcciones existentes, mientras que el refuerzo horizontal interno sólo podría emplearse en edificaciones nuevas.
De este modo, con fines comparativos, en este proyecto se analizaron dos muros confinados a escala natural, construidos con la misma mano de obra, los mismos materiales, las mismas dimensiones y refuerzo en los confinamientos, excepto que en uno de ellos se colocó una malla electrosoldada en ambas caras del muro. Ambos muros fueron ensayados a carga lateral cíclica con desplazamiento lateral controlado. / Tesis
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Estudio de la influencia en la resistencia y ductilidad de las fibras de carbono utilizadas como reforzamiento de vigas de concreto armadoAlegre Gago, Gianfranco 29 August 2017 (has links)
El reforzamiento de estructuras o elementos de concreto armado es practicado cuando se
presentan déficit en alguna de las propiedades de dichas estructuras o elementos de
concreto armado respecto a una nueva solicitación de su vida útil. Generalmente estas
nuevas solicitaciones se presentan por el aumento en su carga de servicio, problemas de
durabilidad debido a materiales de construcción pobres e inapropiados, cambios en el
ambiente omitidos en el estudio y diseño inicial, incremento de cargas originada por el
cambio de uso de la estructura o incremento de la vida útil de la estructura.
En los últimos años con la aparición de nuevas metodologías de refuerzo de elementos
estructurales de concreto armado han surgido mayores alternativas de solución que nos
permiten “reforzar” elementos de concreto armado que son sometidos a mayores cargas
luego de haber alcanzado su periodo de servicio, así mismo nos permite comparar en
cuanto a costo las diversas alternativas que existen en el mercado. El uso de materiales
compuestos como reforzamientos estructurales cada vez es más utilizado, por ejemplo, el
uso de la fibra de carbono brinda seguridad a la estructura, aumenta su resistencia y
además mitiga los efectos de las fallas producidas por flexión y por corte.
El presente proyecto tiene como objetivo principal estudiar el comportamiento elástico e
inelástico de vigas de concreto armado reforzadas con fibras de carbono sometidas a
flexión. Para lo cual se analizarán vigas de concreto armado reforzadas con acero y con
fibras de carbono (CFRP), empleando diferentes cuantías de cada una. Se estudiará el
comportamiento de cada caso mediante diagramas momento – curvatura y se comparará
el aporte del uso de fibra CFRP tanto para la ductilidad como resistencia de las vigas de
concreto armado sometidas a flexión. Se realizará el análisis comparativo para determinar
las ventajas y desventajas del uso de este método de reforzamiento. Finalmente se
presentarán las principales conclusiones y recomendaciones obtenidas del análisis
empleado, brindando las consideraciones básicas para el uso de CFRP como
reforzamiento de elementos estructurales. / Tesis
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Desarrollo de un algoritmo para el diseño de árboles de transmisión de cajas reductoras de engranajes cilíndricosSoto Jaimes, Jean Carlos 08 July 2015 (has links)
El presente trabajo de tesis está enfocado en desarrollar un algoritmo para el diseño
de árboles de transmisión de cajas reductoras mecánicas de engranajes cilíndricos
con distribución uniforme. Asimismo, este algoritmo fue implementado a través de
Microsoft Visual Studio Ultimate 2012, el programa que surge a partir de la
implementación recibe el nombre de PRODIAT (Programa para el Diseño de Árboles
de Transmisión). La implementación del algoritmo se realizó con el fin de
proporcionarle una mayor facilidad de uso.
El algoritmo se basa en cuatro etapas fundamentales: propiedades mecánicas del
material y velocidad de giro, configuración de cargas, análisis de resistencia estática y
análisis de resistencia a la fatiga. La primera etapa consiste en reconocer las
propiedades mecánicas del material que el usuario ha seleccionado. La segunda etapa
se encarga de calcular las reacciones en los apoyos a partir del reconocimiento del
tipo de árbol que se diseñara (árbol de entrada, intermedio o salida), la cantidad y tipo
de transmisiones que agregue el usuario. La tercera etapa se encarga de mostrar los
diagramas de fuerzas internas y dimensionar el diámetro que debe tener una
determinada sección de análisis seleccionada por el usuario; este cálculo se realiza
según la teoría de falla de Von Misses. Se debe mencionar que no se ha considerado
el peso de los componentes de transmisión ni del propio árbol, esto debido a que las
cajas reductoras que se contemplan trabajan en el rango de media y alta potencia. Se
utilizó el método analítico para obtener las expresiones que representan las fuerzas
internas en todas las configuraciones de cargas (número de cargas y tipo de cargas.
Finalmente, la cuarta etapa realiza el cálculo del factor de seguridad a la fatiga (según
la expresión de la recta de Goodman modificada) para la sección seleccionada por el
usuario, para lo cual el algoritmo debe de leer previamente los datos correspondientes
a los factores que afectan la resistencia a la fatiga (factor de superficie, tamaño,
temperatura, carga, confiabilidad y concentradores). Finalmente, para validar los
resultados obtenidos mediante el uso de PRODIAT se utilizaron diversos ejemplos de
diseño de árboles extraídos de textos de Diseño en Ingeniería Mecánica.
Con el empleo de PRODIAT, se ha conseguido disminuir aproximadamente en un 75%
el tiempo empleado para el análisis estático y de resistencia a la fatiga hecho en el
diseño de árboles. / Tesis
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