Aunque el reparto de carga entre planetas de transmisiones de engranajes planetarios en fase secuencial se ha estudiado en el pasado, las técnicas de resolución requeridas basadas en el Método de Elementos Finitos resultan en un alto consumo de tiempo y un alto costo computacional. Esto limita las posibilidades de emprender estudios extensos que tengan en cuenta un alto número de casos que permitan buscar soluciones óptimas o extraer conclusiones generales. Además, la determinación de las curvas de error de transmisión, rigidez de malla variable en el tiempo y reparto de carga entre pares de dientes en contacto simultáneo también son complicadas. En este trabajo se ha desarrollado un modelo analítico para la simulación de la rigidez de malla variable en el tiempo, el error de transmisión cuasiestático y la relación de reparto de carga entre planetas y pares de dientes de transmisiones planetarias de engranajes rectos. Se basa en modelos similares para engranajes rectos externos e internos desarrollados previamente y se ha validado mediante comparación con un modelo híbrido basado en el Método de Elementos Finitos y correlación teórico-experimental.
En este trabajo se estudian las juntas flexibles de eje único con miras a su implementación en configuraciones espaciales de lazo cerrado en las que predominan las juntas de par inferior. Se revisaron distintos perfiles de juntas flexibles de eje único reportados en la literatura, se analizaron, vía elemento finito, y se sometieron a pruebas de carga por flexión con el propósito de discriminar aquellos perfiles propensos a fallar. Se seleccionó el perfil con el mejor desempeño y se centró su análisis como elemento elástico, se obtuvo la rigidez en cada eje traslacional y rotacional y se consideraron dos materiales. Se implementó en una configuración espacial de lazo cerrado de 3 grados de libertad, vía software, y se especificaron propiedades de masa y momentos de inercia. Si bien, se comprobó que las juntas flexibles otorgaron una mayor rigidez a la estructura mecánica, no se puede recomendar su implementación categóricamente en estructuras espaciales de lazo cerrado en las que se requiere proporcionar un recorrido deseado para el efector final al accionar uno o más actuadores.
In this paper, we investigate the implementation of the finite difference method on arbitrary meshes in conjunction with a fixed-point algorithm for the lubrication problem of a journal bearing with cavitation, considering the Elrod-Adams model. We establish numerical properties of the generalized finite difference scheme and provide several illustrative examples.
Um dos acessos vasculares mais usados em hemodiálise é a fístula rádio-cefálica término-lateral. Uma das causas das perdas desses acessos é o atrito gerado pelas forças cisalhantes do sangue nas paredes dos vasos, além do nível de hematócrito, H, que é difícil de controlar nos pacientes, e raros são os estudos em fístulas que o consideram. Neste trabalho, a influência de H e configurações de fístulas são estudadas computacionalmente, analisando condições de escoamento que minimizem problemas relacionados com fístulas, considerando uma original relação constitutiva para o sangue, com dependência da taxa de deformação e também do hematócrito. Uma faixa de configuração de ângulo em torno de vinte e cinco graus resultou mais favorável para aplicações.
La impresión 3D es un proceso de fabricación capa a capa con gran potencial en diferentes ámbitos, desde tecnológicos hasta biomédicos. Específicamente, la técnica de Extrusión de Material (MEX), también conocida como Fabricación por Filamento Fundido (FFF), ha generado interés debido a sus capacidades de fabricar geometrías complejas. Esta investigación tiene como finalidad la caracterización de uniones inter e intra capa creadas en cuatro termoplásticos elastoméricos de distintas bases poliméricas usados en MEX. Estos copolímeros son de gran utilidad por su buen comportamiento mecánico y habilidad de deformación. Se han considerado tres parámetros de fabricación: la altura de capa, la velocidad y la temperatura de extrusión. Los resultados muestran diferencias de comportamiento entre copolímeros y una fuerte influencia de estos parámetros de fabricación: existe una relación entre la velocidad y la temperatura. La metodología presentada ha demostrado ser una herramienta eficaz para identificar los efectos de los parámetros sobre la unión de filamentos.
A agricultura inteligente e sustentável está entre os desafios deste século. Com unidades agrícolas cada vez maiores, a dificuldade em geri-las se eleva. Idealmente, sistemas totalmente inteligentes e autônomos seriam empregados, permitindo o monitoramento de indicadores de qualidade, da condição de operação e do estado dos equipamentos agrícolas. Entretanto, para isso é necessário desenvolver e utilizar sensores projetados para as máquinas agrícolas, que não empreguem cabeamento para a alimentação ou dados devido à agressividade da operação, além dos custos adicionais com essas conexões. Sistemas de sensoriamento assim devem ser autoalimentados, energeticamente autogeridos, medindo parâmetros e transmitindo dados de forma otimizada, dentro dos princípios da Agricultura 4.0. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema de captura de energia piezelétrico, que obtém energia da própria vibração local, desenvolvido e otimizado para aplicações agrícolas. São avaliados os arranjos estruturais conhecidos como vigas simples e espiral ortogonal; associados a imãs permanentes para extensão da largura de banda de operação.
Este trabajo presenta el desarrollo de una metodología experimental para la medición de irregularidades de vía utilizando un sistema automatizado basado en medidas inerciales y el empleo de técnicas de filtro de Kalman. Dicha metodología ha sido validada experimentalmente en un trazado ferroviario a escala 1:10 y un vehículo auscultador de vías también a escala reducida. Los resultados obtenidos demuestran que mediante el método empleado se puede llevar a cabo una auscultación geométrica del trazado ferroviario de forma rápida y precisa, obteniendo como resultado las cuatro irregularidades fundamentales de la vía. El sistema propuesto ha sido además implementado en un ordenador en tiempo real embarcado en el vehículo, con el que se prueba el funcionamiento en tiempo real del método propuesto.
El análisis de falla en motores de tractores agrícolas y en general de motores de combustión interna se estudia de diferentes maneras, pero en diversas investigaciones se utiliza con más frecuencia el análisis de vibraciones por su eficiencia y por no ser invasivo en el funcionamiento del motor. En esta investigación se estudia las fallas del motor en base a los inyectores, donde se tomó las presiones de apertura como el principal fallo, se obtuvo los datos de vibraciones por medio de un sensor ubicado en el bloque de cilindros lo más cercano a la cámara de compresión donde se genera la expansión y es el inicio del trabajo del motor. Se aplicó la Transforma Rápida de Fourier (FFT) para la obtención de características en cada estado de funcionamiento del motor (fallas en inyectores). Con el análisis estadístico se seleccionan las características para la clasificación del estado del motor y posterior predicción de fallos. Los resultados se compararon entre las diferentes variables y la literatura demostrando la validez del método propuesto.
El vuelco lateral es el accidente más severo en autobuses y autocares, y dado que el Reglamento 66 permite la verificación de su cumplimiento por cálculo, la representatividad de los modelos es un tema de estudio recurrente. Los modelos actuales requieren de ensayos de componente adicional para verificar las simplificaciones introducidas. Este trabajo desarrolla una metodología validada mediante ensayo para la realización de modelos de elementos finitos con tipología placa, que incluye el fallo local por rotura. La estructura ensayada lleva posicionadas varias dianas para su posterior seguimiento del video con un software de “tracking”. La comparación de la deformación con el ensayo real muestra muy buena correlación durante todo el proceso de deformación, así como la aparición de las rótulas plásticas y grietas en los mismos puntos. Con una metodología como la presentada en este trabajo, los modelos son más representativos y no necesitan de ensayos de componentes adicionales.
El mecanismo de transmisión del sonido de la membrana timpánica (MT) es un sistema complejo afectado por multitud de parámetros cuyo comportamiento aún no se comprende por completo. La influencia de la forma cónica de la MT es uno de ellos. Este trabajo presenta algunos de los resultados obtenidos sobre la influencia de la forma cónica mediante un modelo numérico simplificado que simula la transmisión del sonido en una membrana con diferentes niveles de conicidad. Se han realizado diferentes análisis para conocer las frecuencias y modos de vibración característicos de los diferentes modelos de membranas. Los resultados indican que existen ciertas diferencias entre los distintos tipos de modelos. La principal característica de los sistemas cónicos es el aumento de su rigidez, especialmente en su zona central y a mayor altura de cono.
Some engineering concepts have been proven to be very important not only in engineering degrees but in several areas. This knowledge is difficult to grasp under certain circumstances, and sometimes prior training is needed. This is a special challenge in full or part remote education. Simulations may help in this area, but truly experimental lab practices are crucial to grasp all the required knowledge and not only for fundamental information but for complex or indirect knowledge, where students can apply what they have learnt in classes. In this paper, we have worked on a concept to help professors and students to get new concepts in a more time-efficient and safe manner, using dynamic reconfiguration in Field-Programmable Analog Array. This solution can be easily applied to traditional or remote labs in less time than usual practices, so students can learn more in the same amount of time, especially when time is a constraint.
Las áreas industriales se establecen en parcelas entorno a viales dotados de infraestructuras asociadas. Las soluciones constructivas empleadas, utilizan materiales y maquinaria que originan impactos ambientales a lo largo de sus ciclos de vida. A su vez, estas soluciones y sus componentes causan impactos ambientales que pueden medirse mediante indicadores de sostenibilidad. El concepto de sostenibilidad está estrechamente vinculado al desarrollo sostenible, que se define como "desarrollo que satisface las necesidades del presente, sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras para satisfacer sus propias necesidades". El gran número de soluciones posibles y disponibles para este problema de ingeniería real pasa por identificar la mejor solución posible para una sección viaria determinada que es el generador del entorno urbano, y para ello se propone emplear un conjunto de técnicas heurísticas, que conceptualizan el problema como un problema de optimización combinatoria. Dicho problema es puramente discreto. El sistema elegido se basa en un método de algoritmo genético que jerarquiza a los individuos en función de tres indicadores de sostenibilidad: emisiones de CO2, energía embebida y coste económico. En esta tesis, inicialmente se analiza el esta del conocimiento sobre urbanismo industrial y sobre herramientas de sostenibilidad en ingeniería de la construcción, a continuación, se detallan los elementos que componen una sección viaria urbana, como generador de los espacios urbanos que posteriormente albergarán actividades humanas, productivas, logísticas, residenciales, de ocio, comerciales. Una vez expuestas las técnicas de optimización heurística, y tras seleccionar la metodología que mejor se adapta a las condiciones del problema a optimizar, se evalúan las posibles soluciones constructivas utilizando un algoritmo genético multi-objetivo de tres objetivos que considera los criterios mencionados anteriormente, y aborda la sostenibilidad en la planificación urbana. El procedimiento se aplica a tres funciones objetivo (emisiones de CO2, coste económico y energía integrada o embebida) para cada solución posible. Utilizamos el algoritmo genético de clasificación no dominado (NSGA-II) para implementar la optimización de objetivos múltiples en MATLAB. Se muestran resultados adicionales para un paseo aleatorio y un algoritmo de búsqueda multi-objetivo. Este estudio se han considerado 26 variables de diseño, con diferentes rangos de variación, a los que se ha aplicado el algoritmo genético indicado que genera una enorme población de soluciones que constituyen los resultados para los frentes de Pareto definidos. Nuestro método muestra que el enfoque óptimo resuelve de manera efectiva un problema de planificación de proyectos de objetivos múltiples en el mundo real.