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Fractura y fatiga de materiales compuestos de matriz polimérica empleados en palas de generadores eólicos de alta potenciaKotik, Héctor Guillermo 09 June 2017 (has links)
La presente tesis abarcó las temáticas específicas de los fenómenos de fatiga por tensiones de corte interlaminar, fractura en Modo II, así como una verificación en 3D del modelo material elástico ortotrópico de materiales compuestos laminados que se emplean en palas de aerogeneradores.
Se verificó el modelo de comportamiento elástico ortotrópico y la homogeneidad en 3D de una muestra de material obtenida durante la fabricación de una pala. Se observaron diferencias entre los coeficientes simétricos de la matriz de rigidez del material. Los valores de resistencias y constantes elásticas de cupones 2D obtenidos en laboratorio mostraron valores superiores a los de la muestra. Se observaron distintos tipos de defectos en la muestra de la pala.
En fatiga por tensiones interlaminares, se hicieron ensayos empleando un dispositivo short-beam shear (SBS) y se compararon dos materiales laminados, uno con y otro sin una lámina de MAT denominada Unifilo. Se construyeron constant-life diagrams parciales, se evaluó el dispositivo de ensayo y la influencia del MAT. El compuesto con Unifilo presentó una menor performance tanto a fatiga SBS como cuasiestática. También se evaluó el efecto de la frecuencia de aplicación de carga en el compuesto sin Unifilo bajo tres niveles de amplitud de tensiones SBS, R=0.1 y frecuencias 1, 3, 6 y 10 Hz. La mayor diferencia entre los valores medios se dio para bajas frecuencias y bajos niveles de tensiones. Sin embargo, esta diferencia fue estadísticamente no significativa.
En fractura Modo II, se evaluaron límites de aplicación tanto del ensayo con probetas 4ENF como del método de descargas parciales. Se evaluó el uso de módulos de elasticidad obtenidos de ensayos de flexión y compresión para el cálculo de GIIC. Se obtuvieron valores GIIC de iniciación y curvas R. Se observaron distintos tipos de defectos en el material, a los cuales se les atribuyó la dispersión de los resultados, diferencias en las curvas R, así como diferencias entre los valores obtenidos con las mediciones experimentales de compliance y los valores obtenidos con el modelo clásico de vigas. La diferencia entre emplear cualquiera de los dos módulos elásticos no fue significativa para el material evaluado.
Además, se presenta un capítulo especial donde se describe un estudio de propiedades por corte interlaminar empleando el ensayo SBS con cargas cuasiestáticas y de fatiga en materiales laminados metálicos reforzados con fibras (Arall y Glare). Para el Glare se hicieron ensayos cuasiestáticos y de fatiga SBS. Se discutió sobre la diversidad de modos de falla que se presentaron en fatiga y su validez. Fueron presentadas las curvas S-N de fatiga SBS para dos orientaciones principales del material. Para el Arall se obtuvieron los resultados con el dispositivo SBS según ASTM D2344 y con un dispositivo con diámetro de rodillos más pequeño. Se discutieron las limitaciones de los criterios de detención de ensayo que plantea la norma para las probetas estudiadas y el efecto de los nuevos rodillos. Se sugirieron modificaciones a la norma para extender su campo de aplicación. / The present thesis covers specific topics of interlaminar shear stress fatigue, Mode II fracture and a 3D verification of the orthotropic elastic model of laminated composite materials used in wind turbine blades.
The orthotropic elastic model and the homogeneity of a material sample obtained during the manufacture of a wind turbine blade were verified in 3D. Differences between the symmetrical coefficients of the material elastic stiffness matrix were observed. The strength values and the elastic constants of the sample were lower than values from 2D coupons obtained in the laboratory. Different types of defects in the material sample of the blade were observed.
Regarding to interlaminar shear fatigue, tests using the short-beam shear (SBS) device were performed and two laminated material, one with a MAT layer called Unifilo and another without it, were compared. Partial constant life-time diagrams were built. The test device and the influence of Unifilo were evaluated. The composite with Unifilo presented a lower performance in quasi-static SBS strength and SBS fatigue. The effect of loading frequency was also evaluated in the composite without Unifilo layer. Test were performed at three SBS stress amplitude levels, R = 0.1 and frequencies 1, 3, 6 and 10 Hz. The differences between the mean values were larger at low frequencies and low stress levels. However, these differences were statistically not significant.
Tests with 4ENF specimens and unloading compliance method were performed to obtain Mode II fracture toughness and their limits were evaluated. The use of flexural or compressive moduli of elasticity for GIIC estimation was analyzed with the aid of the classical theory of beams. The difference resulted not significant. Initiation GIIC values and R-curves were obtained. Defects of different types were observed in the studied material. The scatter in the results, the differences in the R-curves, as well as the differences between the values obtained with the experimental compliance measurements and the classic beams theory were attributed to these defects.
In addition, a special chapter describing a study of interlaminar shear stress properties using the SBS test with quasi-static and fatigue loads in fiber reinforced metal laminates (Arall and Glare) was included. Quasi-static and SBS fatigue tests were performed in Glare. Various failure modes were observed in SBS fatigue tests and their validities were discussed. The S-N curves for SBS fatigue at two main material orientations were presented. For Arall, results with the SBS device according to ASTM D2344 and with a device with reduced roller diameters were performed. The limitations of the criteria for test stopping according to the standard and the effect of the new roller diameters were discussed. Modifications to the standard to extend its scope were suggested.
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Propiedades magnéticas de materiales 2DEscudero, Federico Nahuel 20 November 2020 (has links)
En esta tesis se han estudiado las propiedades magnéticas en materiales 2D tales
como grafeno o siliceno. En primer lugar se analizaron las oscilaciones magnéticas
(OM) que ocurren a bajas temperaturas en presencia de un fuerte campo
magnético perpendicular. Para el estado fundamental se desarrolló un formalismo
general que permite describir las propiedades de las OM, tales como su
frecuencia y amplitud, en función de los parámetros externos y las propiedades
de los materiales 2D. Se demostró que las características únicas de los sistemas
bidimensionales, tales como el comportamiento relativista de los electrones a bajas
energías, se ven directamente reflejadas en el per l de las OM. Esto permite
mapear sus propiedades mediante un análisis detallado de las oscilaciones en la
magnetización. Los efectos de decaimiento, tales como temperatura fi nita o impurezas
en el sistema, también son tenidos en cuenta. Para ello se desarrolló un
nuevo enfoque, alternativo a la tradicional fórmula de Lifshitz-Kosevich, el cual
permite describir en detalle cómo el incremento de los efectos de decaimiento
reduce progresivamente los detalles nos en las OM, y por lo tanto la capacidad
de extraer información a partir de éstas. Por otra parte, se estudió la formación
de momentos magnéticos locales en impurezas metálicas adsorbidas en la red de
grafeno. Se analizó cómo la aparición de magnetismo en la impureza depende del
sitio de adsorción en la red (top o hollow). A su vez, se estudió la posibilidad de
manipular los momentos magnéticos al variar el nivel de Fermi mediante un gate
voltage, lo cual puede ser útil para aplicaciones en la espintrónica. / In this thesis we have studied the magnetic properties in 2D materials such as
graphene or silicene. First we analyzed the magnetic oscillations (MO) that occur
at low temperatures in the presence of a strong perpendicular magnetic led.
For the ground state we developed a general formalism which allows to describe
the properties of the MO, such as its frequency and amplitude, as a function of
the external parameters and the properties of the 2D materials. We showed that
the unique characteristics of the two-dimensional systems, such as the relativistic
behavior of the electrons a low energies, are directly re
ected in the MO pro le.
This allows to map its properties through a detailed analysis of the oscillations
in the magnetization. The damping e ects, such as nite temperature or impurities
in the system, are also taken into account. For that we developed a new
approach, alternative to the traditional Lifshitz-Kosevich formula, which allows
to describe in detail how the increase in the damping e ects progressively reduce
the ne details in the MO, and therefore the capacity to extract information from
them. On the other hand, we have studied the formation of local magnetic states
in metallic impurities adsorbed in the graphene lattice. We analyzed how the
appearance of magnetism in the impurity depends on the site of adsorption in
the lattice (top or hollow). Moreover, we studied the possibility of manipulating
the magnetic moments by varying the Fermi level through a gate voltage, which
can be useful for applications in spintronic.
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Relación entre propiedades tribológicas y estructura de polietilenosMolinari, Erica Cintia 16 December 2016 (has links)
El uso de polímeros en partes importantes de dispositivos sometidos a deslizamiento o
en contacto con superficies en movimiento relativo, se ha extendido ampliamente en
aplicaciones de ingeniería, donde las propiedades tribológicas del material resultan de
relevancia.
En este trabajo se estudia el comportamiento tribológico de polietilenos en contacto
deslizante con acero. El propósito es brindar información sobre la manera en que la
modificación de la estructura molecular de estos polímeros por entrecruzamiento
químico afecta su resistencia al desgaste y el coeficiente de fricción.
El estudio involucró un polietileno de alta densidad (PE) y un copolímero de etilenoocteno
de muy baja densidad (CEO). Estos polímeros se modificaron químicamente
mediante ataque con diferentes concentraciones de peróxido orgánico, lo que permitió
obtener un conjunto de materiales con diferentes grados de entrecruzamiento molecular.
La reacción de modificación se indujo durante el procesamiento por moldeo por
compresión en estado fundido.
La caracterización de la estructura molecular incluyó el fraccionamiento selectivo con
solventes orgánicos para determinar el porcentaje de gel generado y medidas de
hinchamiento para calcular el peso molecular entre entrecruzamientos. También se
realizaron ensayos calorimétricos para determinar la temperatura de fusión y la entalpía
de fusión; y ensayos de evaluación de propiedades mecánicas como microdureza
Vickers y resistencia a esfuerzos de tracción. Las propiedades tribológicas se evaluaron
mediante ensayos de desgaste del tipo block-on-ring, en un ambiente controlado de
temperatura. Los materiales en forma de bloque se hicieron deslizar sobre una superficie
rugosa de un disco de acero rotando a velocidad constante. Las propiedades que se
determinaron son la velocidad de desgaste y el coeficiente de fricción, aplicando
distintas cargas normales sobre el bloque polimérico. Para establecer los mecanismos de
desgaste actuantes se analizaron las superficies de desgaste tanto del polímero
desgastado como la del metal usando microscopía óptica y electrónica.
Los resultados de la caracterización efectuada muestran que en ambos polietilenos el
contenido de gel aumenta hasta comprender prácticamente el total de la masa del
material cuando se utilizan las mayores concentraciones de peróxido. En paralelo, el
peso molecular entre entrecruzamientos se reduce indicando la formación de una red
altamente entrecruzada.
En los PE entrecruzados, el aumento en la cantidad de gel produce una disminución en
el grado de cristalinidad, en la temperatura de fusión y en la microdureza Vickers. Se
observa que existe una relación prácticamente proporcional entre cristalinidad y dureza.
Por otro lado, en el caso del CEO, la modificación de su estructura no afecta la
cristalinidad ni la temperatura de fusión del material.
Los PE entrecruzados presentan un aumento de la velocidad de desgaste con la
concentración de peróxido hasta que se alcanza una proporción gel de 80 %p/p. Los
materiales con mayor proporción de gel poseen velocidad de desgaste menor a la del PE
inicial. Para el caso de los copolímeros, en cambio, se observa que la velocidad de
desgaste disminuye continuamente con el porcentaje de peróxido incorporado.
El coeficiente de fricción de los PE entrecruzados es levemente superior al
correspondiente al PE, aunque no cambia de valor con el grado de entrecruzamiento. En
el caso de los CEO no es posible determinar un valor de coeficiente de fricción debido a
que la fuerza de fricción varía en forma periódica durante el transcurso del ensayo. El
valor promedio de la fuerza de fricción es mayor al de la fuerza normal aplicada. / The use of polymers in important parts of devices subjected to sliding or in contact
surfaces with relative motion, has spread widely in engineering applications where the
tribological properties of the material become relevant.
In this work the tribological behavior of polyethylenes is determined under friction
against steel. The study involves a high density polyethylene (PE) and a ethylene-octene
copolymer with very low density (CEO). The aim is to provide information on the effect
of the incorporation of chemical crosslinks to the molecular structure of the polymers on
the wear resistance and friction coefficient.
The polyethylenes were modified by chemical attack using different concentrations of
an organic peroxide in order to obtain a set of materials with ample differences in their
degree of crosslinking. The modification reaction was performed during melt processing
by compression molding.
The characterization of the molecular structure included selective fractionation with
organic solvents to determine the percentage of gel generated, and swelling
measurements to calculate the molecular weight between crosslinks. The enthalpy and
temperature of fusion were determined by scanning calorimetry. In addition, mechanical
properties such as tensile strength and Vickers microhardness were determined. The
tribological properties were evaluated by performing block-on-ring wear tests under a
controlled environmental temperature. Block-shaped samples of each material were
placed in sliding contact on the rough surface of a steel disc rotating at constant speed.
The wear rate and friction coefficient were determined by applying different normal
loads. The worn surfaces of the worn polymer and the metal ring were analyzed by
microscopy to establish the wear mechanisms.
The results show that the gel content increases with the peroxide concentration for both
type of polyethylenes. The gel reaches the total mass of the material at the highest
concentrations of peroxide used. In parallel, the molecular weight between crosslinks
diminishes indicating the formation of a highly crosslinked network.
In the case of PE, the increase in the degree of crosslink results in a decrease in the
degree of crystallinity and Vickers microhardness. It is observed that a proportional
relationship exists between crystallinity and hardness exists. On the other hand, in the
case of CEO, the chemical modification does not significantly affect the crystallinity of
the material.
The crosslinked PE´s have higher wear rate than the original polyethylene at low
concentrations of peroxide. When the gel amount exceeds 80% by mass, the wear rate
of the crosslinked polyethylenes is lower than the initial polymer. In the case of the
croslinked copolymers, the wear rate decreases continuously with the content of
peroxide.
The coefficient of friction of crosslinked PE is slightly higher than that for PE.
However, the coefficient values do not vary with the degree of crosslink. For CEO’s it
is not possible to determine a value of coefficient of friction because the frictional force
shows a large periodic variation during the test. The average value of the friction force
is always greater than the normal force applied.
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Estudio del sinterizado de materiales compuestos a partir de polietileno reciclado y madera capirona recuperada mediante moldeo por compresiónGastelo Casal, César Samuel 16 April 2018 (has links)
A nivel mundial, la industria ha crecido enormemente en sus diferentes sectores, siendo la industria del plástico una de las que ha tenido un crecimiento considerable, entre otros, debido al desarrollo de diferentes tecnologías relacionadas con los diferentes procesos de fabricación, tales como: extrusión, inyección, soplado, moldeo por compresión, moldeo rotacional, los cuales permiten obtener diversos productos útiles para la sociedad. Sin embargo, la inadecuada gestión de residuos generados por estos productos ha incrementado la contaminación ambiental, principalmente en las grandes ciudades del
mundo. Al mismo tiempo, como una alternativa de solución a este problema se viene investigando sobre la viabilidad de usar plásticos reciclados y madera recuperada para fabricar materiales compuestos con el propósito de aprovechar estos residuos, a la vez que se contribuye con el cuidado del ambiente.
En este sentido, el objetivo del presente trabajo es el estudio del sinterizado de materiales compuestos obtenidos a partir de polietileno reciclado y madera capirona recuperada fabricados mediante moldeo por compresión. Este estudio cuenta con tres etapas. En primer lugar se realizó la caracterización de los
constituyentes del material compuesto: madera capirona recuperada y polietileno de alta densidad reciclado, según las normas ASTM. En la segunda etapa, según el diseño experimental se fabricaron muestras para diferentes temperaturas de trabajo y tiempos de permanencia en el horno, manteniendo constante el tamaño de partícula (≤3.33 mm) y la proporción en volumen: 70% plástico y 30% madera; luego a partir de estas muestras se elaboraron probetas para someterlas a ensayos de flexión, con la finalidad de determinar los valores óptimos de dichos parámetros de sinterizado para la fabricación del material compuesto bajo las condiciones antes mencionadas. Como parte final de la segunda etapa
se fabricaron muestras del material compuesto sinterizado utilizando la temperatura y el tiempo de permanencia obtenidos, para evaluar el proceso de sinterizado en función de la proporción en volumen y el tamaño de partícula. Finalmente en la tercera etapa se realizó la caracterización de las muestras ensayadas con los parámetros óptimos. Se ha realizado el estudio del proceso de sinterizado de materiales compuestos, a partir de polietileno reciclado y madera capirona recuperada mediante moldeo por compresión, habiéndose determinado que los parámetros de proceso más importantes son la
temperatura de calentamiento del horno y el tiempo de permanencia en el mismo. A mayores temperaturas y tiempos en el horno el sinterizado se favorece y es limitado por la degradación de los materiales. Se puede reducir el tiempo de calentamiento incrementando la temperatura y viceversa.
El material compuesto de polietileno de alta densidad reciclado y madera capirona recuperada con mejores propiedades mecánicas se obtiene con los siguientes parámetros: 70% de polietileno de alta densidad reciclado y 30% de madera capirona recuperada (% en volumen) de 1.9 mm a 3.3 mm de tamaño, a una temperatura de 175°C y 40 minutos de calentamiento en el horno, 10 minutos de tiempo de enfriamiento bajo una presión de 70 bar. Para estas condiciones, la resistencia a la flexión es 25 MPa y el modulo elástico en flexión es 1293 MPa, la densidad 0.91 g/cm3 y la absorción de agua es 2.2 %. / Tesis
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Estudio del sinterizado de materiales compuestos de plástico reciclado y madera recuperada mediante moldeo por compresiónBrañez Haro, Luz Elena 29 November 2016 (has links)
En las últimas décadas, la industria de los plásticos ha crecido considerablemente
con el uso de materiales, tales como el polipropileno y polietileno en la innovación
de diversos productos en sectores del envasado, construcción y automovilístico. No
obstante, el manejo de los desechos plásticos aún sigue siendo una problemática
mundial; ya que, existe un porcentaje de éstos que son depositados en vertederos.
Por tanto, la disminución de la contaminación ambiental se ha convertido en un
objetivo importante para las entidades gubernamentales, empresas y sociedad en
general. De esta manera, se insiste en la implementación de proyectos que
disminuyan el impacto ambiental y contribución al desarrollo y progreso del país
mediante el reciclaje de residuos plásticos y reutilización de otros desechos.
En esta perspectiva, el objetivo de la presente tesis es el estudio del sinterizado de
materiales compuestos fabricados a partir de polipropileno reciclado y partículas de
madera capirona recuperadas, empleando el proceso de moldeo por compresión.
La metodología experimental de la investigación consta de cuatro etapas
fundamentales: Primeramente, se realizó la caracterización de la materia prima
(plástico y madera) de acuerdo a normas ASTM. En segundo lugar, se fabricó un
total de 63 muestras (variando la temperatura y tiempo de trabajo) con la finalidad
de determinar los parámetros de sinterizado para la fabricación del material
compuesto. Posteriormente, se fabricó 45 muestras del material compuesto
sinterizado manteniendo la temperatura y tiempo de trabajo constantes con la
variación del contenido y tamaño de partícula de madera. Finalmente, se fabricaron
probetas que se utilizaron en los ensayos de flexión, tracción, impacto, densidad y
absorción de agua según normas ASTM, y se realizó un análisis térmico de los
compuestos que demostraron mejores propiedades mecánicas; así como el análisis
morfológico con un microscopio electrónico de barrido (SEM) en la rotura de la
probeta después de los ensayos mecánicos.
A partir del estudio del proceso de sinterizado de los materiales compuestos
fabricados con polipropileno reciclado y partículas de madera capirona mediante el
moldeo por compresión, se determinó que, para una misma proporción y tamaño de
partícula de madera, las propiedades mecánicas en geometría de flexión se
incrementan a mayor temperatura de trabajo y, de manera similar, también se
incrementa con el tiempo hasta un máximo para luego disminuir con tiempos
excesivos. / Tesis
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Estudio de prefactibilidad de empresa productora de placas de madera plástica en base a plástico reciclado y madera recuperada en Lima MetropolitanaGonzales Tambini, Karen Ines 01 February 2018 (has links)
En el presente estudio se analiza la prefactibilidad de una empresa productora de
placas de madera plástica en base a plástico reciclado y madera recuperada en
Lima Metropolitana .En el primer capítulo se muestra el análisis de las principales
variables del macro entorno, y microentorno utilizando las cinco fuerzas de Porter.
Las oportunidades y amenazas del entorno y las fortalezas y debilidades utilizando
la matriz FODA. Finalmente se establece los direccionamientos de la empresa
mediante la misión, visión, la estrategia genérica y los objetivos organizacionales.
En el segundo capítulo se desarrolla el estudio de mercado donde se analizan los
principales proveedores, competidores y consumidores. Se definen las
características del producto. Se determina la demanda del proyecto con 10 años de
proyección y las estrategias de comercialización.
En el tercer capítulo se realiza el estudio técnico donde se define que la planta
estará localizada en Villa El Salvador, se determina que el tamaño óptimo de la
planta es de 4,850 metros. Se establecen los procesos de producción con sus
respectivas descripciones y los requerimientos: maquinaria, mano de obra,
materiales y servicios. Finalmente, se presenta el cronograma de implementación
de las actividades.
En el cuarto capítulo, Estudio Legal y Organizacional, se presentan las normas
legales y se define el tipo de persona jurídica que tomará la empresa, los requisitos,
leyes y tributos a la que está sujeta. Adicionalmente, se presenta la estructura
organizacional, los puestos y sus principales funciones, los requerimientos del
personal junto con el perfil de cada puesto.
En el quinto capítulo, Estudio económico y Financiero, se estima que la inversión
requerida es de S/. 8’558,354.84 soles, donde el 51.48% será obtenido por un
financiamiento del Banco Scotiabank y el 48.52% restante será aportado por los
socios. Se muestran los presupuestos de ingresos y egresos para el proyecto y en
la evaluación Económica y Financiera se obtiene un VANE S/. 9’557,327.13 con un
WACC de 16.29% y un VANF de S/. 7’615,099.33 con un COK de 21.55%. El
TIR del proyecto es de 65.14%, el ratio B/C es de 1.15 y se estima que la
recuperación de la inversión será en 3.37 años y el del capital será en 2.07 años.
Finalmente se presenta el análisis de sensibilidad analizando la variación del costo
de la materia prima, el precio del producto y la variación de la demanda. / Tesis
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Determinación de parámetros de manufactura en el proceso de modelado por deposición fundida a partir de acrilonitrilo butadieno estireno (ABS) y acrilonitrilo butadieno estireno reforzado con fibras de carbono (ABS/CF)Torres Cerron, Jose Alejandro 01 January 2024 (has links)
El presente proyecto pretende determinar los efectos de los principales parámetros de
impresión sobre las propiedades mecánicas de los productos obtenidos mediante la
técnica de modelado por deposición fundida a partir de ABS y ABS/CF.
El objetivo del presente trabajo es determinar los parámetros de fabricación óptimos
del proceso de modelado por deposición fundida usando acrilonitrilo butadieno estireno
(ABS) y acrilonitrilo butadieno estireno reforzado con fibras de carbono (ABS/CF), así
como determinar la influencia de cada parámetro sobre las propiedades mecánicas, con
el fin de fabricar productos terminados.
En la investigación se determinaron los parámetros de fabricación más importantes que
influyen en el proceso FDM: altura de capa, patrón de impresión, temperatura de
impresión y velocidad de movimiento del cabezal de impresión. Luego se usó la
metodología de Taguchi (arreglo L9) para analizar la influencia de los parámetros de
impresión sobre la resistencia a la tracción y el módulo elástico, para determinar la
combinación que maximice dichas propiedades. Esta metodología permitió reducir
considerablemente el número ensayos de tracción (según ISO 527) necesarios debido
a que concentró su análisis sobre los efectos principales. Luego se realizó una
comprobación experimental y teórica de las combinaciones óptimas halladas.
Finalmente se evaluó el efecto del porcentaje de relleno sobre las propiedades de los
productos impresos de ABS y ABS/CF.
La combinación óptima para maximizar la resistencia a la tracción en probetas de ABS
(35.5 MPa con un módulo de 2105 MPa) fue: altura de capa de 0.2 mm, patrón de
líneas, temperatura de impresión de 260°C y velocidad de impresión de 40 mm/s.
Mientras para el ABS/CF se usó 0.1mm de capa, patrón de líneas 280°C y 30mm/s,
resultando una resistencia de 35.2 MPa y un módulo de 3460 MPa.
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Estudio de viabilidad de reutilización de poliamida reforzada con fibra de vidrio corta para inyectar placas de sujeción de vía de ferrocarril para Alta Velocidad Española (AVE)Diego Cavia, Soraya 24 February 2015 (has links)
El sector ferroviario, en las líneas de Alta Velocidad, apuesta por piezas inyectadas con polímeros técnicos de altas prestaciones, como son los topes de guía de poliamida reforzada con fibra corta de vidrio. El mantenimiento y renovación de vía, que periódicamente se lleva a cabo, en ocasiones, genera grandes acumulaciones de estos elementos, que se suman a las piezas producidas para tal fin, desechadas por no superar los controles de calidad, y las mazarotas generadas en la inyección. En esta Tesis se ha determinado que existe un grado de reciclabilidad óptimo de los topes de guía, que garantiza su uso industrial en condiciones de máxima seguridad, en aras de, preservar las fuentes naturales de obtención de materia prima, contribuyendo a la sostenibilidad del medio ambiente, y de potenciar un importante ahorro económico. / The railway sector, high-speed lines, bets on injected pieces with high performance technical polymers, such as short glass fiber reinforced polyamide flanged plates. The maintenance and track renewal, which regularly takes place, sometimes, generate large accumulations of these elements. These accumulations join to the produced pieces for this purpose, dismissed for failing quality controls, and risers generated in the injection. In this thesis it has been determined that there is an optimal degree of recyclability of flanged plates, which guarantees their industrial use in high security conditions, in order to preserve the natural sources of procurement of raw material, contributing to the sustainability of the environment, and promote significant economic savings.
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Investigation of the rheological behavior of polyborosiloxaneRamirez Mestanza, Dante Aaron 26 February 2024 (has links)
Polyborosiloxano, una silicona derivada de la modificación del polidimetilsiloxano con grupos
B(OH)x en sus cadenas poliméricas, exhibe propiedades únicas, como su comportamiento reológico
y capacidad de autorregeneración. Estas características se explican a través de su
estructura química: ante deformaciones lentas, los enlaces se rompen y regeneran secuencialmente,
permitiendo el movimiento de las cadenas. No obstante, al superar un límite, estos
enlaces actúan como puntos de reticulación, aumentando la rigidez del material. Aunque se
ha investigado la relación entre la estructura química y las propiedades, la influencia de los
métodos de síntesis y diversos estímulos aún no se ha explorado completamente.
En esta investigación, se fabricaron muestras de polyborosiloxano utilizando polidimetilsiloxanos
con diferentes viscosidades. Estas muestras se clasifican en tres categorías: la primera
consiste en polyborosiloxanos puros, la segunda en muestras obtenidas mezclando dos precursores
de viscosidades diferentes en proporciones en peso (20/80, 40/60, 60/40 y 80/20 %), y
la tercera en mezclas de los polyborosiloxanos puros siguiendo las mismas proporciones que la
segunda categoría.
Se realizaron pruebas de barrido de amplitud y frecuencia para evaluar las propiedades reológicas
de las muestras. Además, se emplearon diversas técnicas para caracterizar la estructura
química y morfología, con el fin de identificar los diferentes enlaces químicos y residuos de ácido
bórico no reaccionado. Con el propósito de analizar el impacto de las vibraciones, se realizó
una prueba de cambio de forma a diversas frecuencias para determinar las tasas de deformación
de las muestras de polyborosiloxano puro.
El análisis químico y morfológico de las muestras confirma la existencia de enlaces Si-O-B en la
estructura, validando la correcta síntesis del polyborosiloxano. Además, se identificaron residuos
de ácido bórico no reaccionado en todas las muestras sometidas a ensayo. En relación con
la caracterización reológica, se constató que las muestras pertenecientes a la segunda categoría
exhibieron una distribución más homogénea en la influencia de uno de los polyborosiloxanos
en sus propiedades en comparación con las de la tercera categoría. Además, en estas últimas,
la adición de polyborosiloxano de menor viscosidad afectó el comportamiento reológico para
valores superiores al 40%. Los gráficos de cambio de forma evidencian el impacto de los estímulos
mecánicos en la capacidad de retención de forma del polyborosiloxano. En el caso de
la muestra de menor viscosidad, se registraron las mayores y menores deformaciones a 0 Hz y
1 Hz, respectivamente; en contraste, para la otra muestra, dichas frecuencias fueron de 5 Hz y
1 Hz. / Polyborosiloxane, also known as Shear Stiffening Gel, is a silicon-based elastomer resulting from
the modification of polydimethylsiloxane with B(OH)x groups. This material possesses exceptional
properties, including unique viscoelasticity and self-healing ability. Its chemical structure
explains two entirely reversible mechanical behaviors: at low stress rates, polyborosiloxane exhibits
a viscous fluid behavior due to the relaxation of dynamic bonds, and at high stress rates,
its behavior transitions from viscous to rubbery as a result of the locking of these dynamic
bonds. Previous investigations have explored the relationship between the chemical structure
and its properties. However, there is insufficient information regarding the influence of synthesis
methods and different stimuli (vibrations or magnetic field) for its application in soft
robotics.
In this thesis, various polyborosiloxane samples were created using polydimethylsiloxanes with
two different viscosities, one being higher than the other. These samples are divided into three
categories. The first category consists of pure polyborosiloxanes synthesized with the mentioned
polydimethylsiloxane precursors. The second category involves synthesized samples by mixing
the two polydimethylsiloxane precursors in different weight ratios (20/80, 40/60, 60/40, and
80/20). The third group includes samples formed by mixing the two pure polyborosiloxanes of
the first category in the same ratios as the second group.
The rheological properties of these samples are evaluated through amplitude and frequency
sweep tests. Additionally, various techniques are employed to characterize the chemical structure
and morphology, revealing the diverse bonds present in the samples. To explore the impact
of vibrations on polyborosiloxane properties, a shape change test is conducted at various vibration
frequencies to identify the frequencies at which a semi-spherical polyborosiloxane sample
exhibits the lowest and highest deformation rates under its own weight in a gravitational field.
The characterization results reveal the presence of characteristic chemical bonds Si-O-B in the
structure of the synthesized polyborosiloxane samples, along with traces of unreacted boric
acid. The analysis based on rheological testing leads to the conclusion that the samples from
the second category, involving the mixing of polydimethylsiloxane precursors, display a more
homogeneous distribution compared to those in the third category. Moreover, in the samples
of the third category, the addition of polyborosiloxane synthesized with the lower viscosity precursor
starts to influence on the rheological behavior for values over 40 %of this material. The
shape change graphics demonstrate the impact of mechanical stimuli on the shape-retainability
of polyborosiloxane. Therefore, for the polyborosiloxane sample made with the lower viscosity
precursor, the highest and lowest deformations were observed at 0 Hz and 1 Hz, respectively.
In contrast, for the other sample, these frequencies were recorded at 5 Hz and 1 Hz.
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Modelo elastoplástico para la estimación de la capacidad por corte de muros de ladrillo panderetaDíaz Esquivel, Christian Manuel 14 June 2021 (has links)
Durante las últimas décadas, muchas personas han construido sus viviendas sin
supervisión alguna de un ingeniero civil. Asimismo, se ha decidido emplear unidades que no
son adecuadas para muros portantes y estas unidades son los ladrillos tubulares o ladrillos
pandereta.
La presente investigación se enfocó en analizar la información recogida y sistematizada
sobre ensayos realizados en ladrillos pandereta en nuestro país. Se presentó la información
relevante de todas las investigaciones como resistencia característica a corte puro, resistencia
característica a compresión axial de unidades, resistencia característica a compresión axial y
curvas de capacidad. Asimismo, se pudo establecer curvas de capacidad simplificadas
identificando tres puntos notables: agrietamiento diagonal, resistencia máxima y resistencia
última. Con esta información, se pudo realizar comparaciones para determinar el incremento
de resistencia por el uso de malla electrosoldada. Se propuso, preliminarmente, un modelo
elastoplástico para la estimación de la capacidad por corte de muros de ladrillo pandereta con
y sin refuerzo sísmico exterior de malla electrosoldada. También, se correlacionaron valores
obtenidos de unidades, pilas y muretes de ladrillo pandereta.
La metodología de esta tesis comprendió la revisión amplia de referencias bibliográficas
peruanas y normas internacionales (México y Colombia), la evaluación de resultados obtenidos
en ensayos experimentales previos y la determinación de un modelo elastoplástico para la
estimación de la capacidad por corte sobre la base de la revisión de la NTE E.070 Albañilería
(2006) y la propuesta de la NTE E.070 Albañilería (2020). En las conclusiones, se corroboró
que la malla electrosoldada cambia el tipo de falla de frágil a dúctil en pilas y muretes y que la
resistencia a corte de un muro reforzado preliminarmente resultó ser la misma que la que señala la NTE E.070 Albañilería (2006). Sin embargo, no se puede garantizar que tenga el mismo daño que un muro de ladrillo sólido o hueco reforzado con malla electrosoldada.
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