INGENIERIA Y TECNOLOGIA MECANICAS

Autor: NAVARRO PINTADO CARLOS.
Año: 2004.
Universidad: SEVILLA.
Centro de lectura: ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS.
Centro de realización: ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS.

Resumen: El objetivo principal de esta tesis es estimar la vida de un probeta en un ensayo de fatiga por fretting. Se aplica al caso del contacto esférico y se compara con resultados experimentales de distintos autores. El método combina las fases de iniciación y propagación de forma que no se define a priori cuándo termina la fase de iniciación y cuándo comienza la propagación. Este hecho facilita su aplicación a casos reales. El método propuesto se compara con otros comúnmente usados en la predicción de vida en fatiga por fretting. A la hora de calcular la fase de propagación también se han propuesto algunas modificaciones para tener en cuenta el crecimiento de grietas pequeñas.

Autor: CASTRO GONZALEZ JESUS.
Año: 2004.
Universidad: POLITÉCNICA DE CATALUÑA.
Centro de lectura: Sala de Juntes ETSEIT.
Centro de realización: ETSEIB, EDIFICI H LAB TERMODINÀMICA I FISICOQUÍMICA Campus SUD.

Resumen: Degut a la tendència a l'increment del preu de la energia, i el seu ús cada cop més estès per aire condicionat en els paisos desenvolupats, els sistemes de refrigeració basats en energia solar tenen cada cop més atractiu. El objectiu final d'aquesta tesi és el desenvolupament d'eines de simulació numèrica pel disseny de màquines de refrigeració per absorció que tinguin la possibilitat de funcionar amb energia solar. Malgrat existeixen en el mercat màquines d'absorció d'aquestes característiques des de fa anys, hi ha una deficiència en el desenvolupament de sistemes de petita capacitat. Els sistemes de petita capacitat impliquen problemes addicionals en el seu disseny (sistemes refrigerats per aire, compacitat ...) que només es poden abordar fent ús d'eines de disseny adequades, tant pel sistema com pels seus components. Tanmateix, hi ha també certa deficiència en la literatura especialitzada en el desenvolupament de models matemàtics adequats per la descripció dels processos de transferència de calor i de massa en les màquines de refrigeració per absorció: àrea mullada en les superfícies d'intercanvi de calor i de massa, paper dels additius, etc. Per aquestes raons aquest treball ha estat enfocat en aquests objectius: · Estudi de processos bàsics de transferència de calor i de massa juntament amb els fenomens fluid-dinàmics implicats en absorbidors de màquines d'absorció. Aquest estudi ha estat fet mitjançant simulacions detallades resolent les equacions de Navier-Stokes sota certes hipòtesis. · Desenvolupament d'eines de simulació numèrica pel disseny i predicció de sistemes de refrigeració per absorció, aprofitant la informació donada per models més detallats. · Desenvolupament d'eines de simulació numèrica pel disseny dels elements crítics d'intercanvi de calor i de massa de sistemes de refrigeració per absorció (absorbidor, generador, evaporador, condensador) mantenint el càlcul en un raonable temps de CPU. Aquest model recolza el mencionat en el punt anterior. · Desenvolupament de un prototipus de màquina d'absorció, refrigerada per aire, fent servir H2O-LiBr com a fluid de treball, amb les eines numèriques desenvolupades. · Contrastació experimental dels models desenvolupats. · Estudi del funcionament de la màquina d'absorció anteriorment mencionada. · Avaluació dels resultats per millorar els criteris de disseny i optimització del mateix de cara a prototipus de segona generació. Després del desenvolupament d'aquestes eines de simulació numèrica que s'han fet servir per problemes específics sortits en el procés d'estudi d'una màquina en concret, un marc de treball ha estat creat per l'estudi d'altres sistemes de refrigeració per absorció.

Autor: RODRIGUEZ GODOY CRISTIAN GABRIEL.
Año: 2005.
Universidad: POLITÉCNICA DE CATALUÑA.
Centro de lectura: ETSEIB.
Centro de realización: ETSEIB, PAVELLÓ D Campus SUD.

Autor: RODA BUCH ALEJANDRO.
Año: 2005.
Universidad: POLITÉCNICA DE VALENCIA.
Centro de lectura: Dep. Ingenieria Mecanica y de Materiales.
Centro de realización: Universidad Politécnica de Valencia.

Resumen: En el ferrocarril son numerosos los problemas dinámicos que afectan de forma acoplada al vehículo y la vía, y que tienen su origen en las irregularidades del carril y de la banda de rodadura de las ruedas de los vehículos. En condiciones normales de explotación, son estos defectos la principal causa de una emisión acústica y una respuesta vibratoria anormalmente elevada. Las irregularidades dan lugar a una variación del valor de la fuerza transmitida entre el carril y la rueda que puede llegar a ser varias veces superior al correspondiente valor estático. Además de los problemas anteriores, pueden producirse roturas de carriles o ruedas, incrementos del desgaste ondulatorio y el deterioro acelerado de la vía y de los órganos de rodadura del vehículo. La necesidad del control de este problema se justifica a través de la dimensión económica y ambiental de las consecuencias de este tipo de fallo. El modelado y los métodos de simulación dinámica son herramientas fundamentales en este caso para el análisis y el diseño, especialmente por las dificultades correspondientes a la experimentación en el ferrocarril. Sin embargo, los modelos que abordan este tipo de problemas son poco frecuentes. La presente Tesis Doctoral ha sido realizada con la finalidad de contribuir en este campo a través del desarrollo de una metodología que permita considerar el sistema con realismo y facilitar la generación de los modelos. Se han adoptado técnicas de subestructuración modal que consideran de forma precisa carriles, traviesas y vehículo, implementando los elementos que pueden tener propiedades más complejas (contacto rueda-carril, placas de asiento y balasto) a través de fuerzas de conexión. La metodología ha sido aplicada al desarrollo de un modelado lineal que proporciona la caracterización del problema en el dominio de la frecuencia; y de un modelado más complejo que permite simular la respuesta dinámica del sistema en el dominio del tiempo. Las particularidades de la metodología desarrollada admiten en este último modelo implementar las características de las interfases más ajustadas a la realidad. Entre los resultados del método presentado en esta Tesis se han reproducido casos existentes en la Bibliografía, así como un caso real correspondiente a un Benchmark en el que la Universidad Politécnica de Valencia ha participado con este modelo junto con otros grupos de investigación de varios países.

Autor: QUINTERO RIAZA HECTOR FABIO.
Año: 2005.
Universidad: POLITÉCNICA DE CATALUÑA.
Centro de lectura: AULA 28.8 DE L'ETSEIB.
Centro de realización: ETSEIB, PAVELLÓ F - SD.

Resumen: En multitud de aplicaciones, es de interés obtener relaciones de transmisión variables a lo largo de un ciclo de rotación del eslabón conductor. Éstas pueden obtenerse mediante distintos mecanismos, entre ellos los engranajes no circulares dando al diseño la ventaja de tener una transmisión precisa, ser de tamaño compacto y poder ser balanceados fácilmente. Éstos permiten obtener cualquier ley de desplazamiento o relación de transmisión entre la velocidad angular del eje conducido y del eje conductor siempre que cumpla con las condiciones requeridas de continuidad y de curvatura exigidas a las curvas primitivas de las ruedas. El objetivo principal de la presente tesis es dar un tratamiento analítico al diseño de un engranaje no circular que satisface una ley de desplazamiento y realizar el análisis cinemático y cinetostático. En el diseño de la ley de desplazamiento se utilizan funciones armónicas, curvas de Bézier no paramétricas y curvas B-spline no paramétricas. Debido a la gran cantidad de publicaciones respecto a los engranajes elípticos, se deducen la ley de desplazamiento de éstos tomando como parámetros de diseño la semidistancia focal y la distancia entre los centros de rotación de las ruedas elípticas. La mayor parte de investigaciones realizadas sobre engranajes no circulares se centra en el diseño y en la aplicación de los engranajes elípticos. A pesar de ser muy utilizados, estos tipos de engranajes no garantizan el cumplimiento de cualquier ley de desplazamiento deseada entre sus eslabones. Es por ello que en la presente tesis doctoral se estudia el diseño de los engranajes no circulares que cumplan con una ley de desplazamiento deseada. La obtención de la curva primitiva y del perfil del diente se formulan mediante un método analítico que utiliza el ángulo de giro de la rueda conductora como única variable independiente de entrada. De esta forma, se puede implementar un algoritmo en un programa como Matemática© que integra el tratamiento simbólico y el cálculo numérico. Adicionalmente, se puede definir la rueda dentada mediante una serie de puntos para su posterior mecanizado en una máquina CNC. La generación del perfil del diente se basa en la simulación del proceso de corte del diente de las ruedas dentadas de un engranaje no circular cilíndrico recto utilizando como herramienta de corte una cremallera estándar. En una rueda dentada circular, la circunferencia base es concéntrica con la circunferencia primitiva y tangente a la línea de acción. En un engranaje no circular, la curva base de las ruedas dentadas no se conoce a priori y no es tan fácil de determinar. En esta tesis se estudian las curvas base de las ruedas dentadas de un engranaje no circular obtenidas como el lugar geométrico de los puntos singulares sobre el perfil de involuta del diente. Los puntos singulares, puntos en los que se inicia la formación de un segundo ramal en el perfil, se obtienen de la observación de la velocidad relativa entre la cremallera y la rueda; concretamente, cuando la velocidad relativa de la cremallera es cero. En el análisis cinetostático, se comparan las reacciones en los apoyos fijos y el par motor requerido en el eslabón conductor de un engranaje no circular y un mecanismo articulado con idéntica ley de desplazamiento y suponiendo que el eslabón conductor gira a velocidad angular constante y en el eslabón conducido existe un par resistivo constante. En la fase experimental se realiza la comprobación del par motor requerido por ambos mecanismos; para esto, se utilizan dos motores de corriente continua que se instalan uno en el eje del eslabón conductor y el otro en el eje del eslabón conducido. El motor que se instala en el eje del eslabón conductor se alimenta con tensión constante, de esta forma el eslabón conductor gira con velocidad angular nominalmente constante; el motor del eje conducido se alimenta con intensidad constante, de esta forma se aplica un par nominalmente constante en el eje del eslabón.

Autor: GUTIÉRREZ RUBERT SANTIAGO CARLOS.
Año: 2006.
Universidad: POLITÉCNICA DE VALENCIA.
Centro de lectura: Universidad Politécnica de Valencia.
Centro de realización: Universidad Politécnica de Valencia.

Resumen: Una de las primeras etapas en la Planificación de Procesos asistida por ordenador, para procesos de mecanizado por arranque de material, consiste en identificar las zonas de material a eliminar en el bruto de partida para generar la pieza. El resultado es un conjunto de entidades llamadas: Elementos Característicos de Mecanizado, que tienen una clara relación con las operaciones de mecanizado. Al procedimiento de obtención automática de estas entidades se le denomina: reconocimiento automático de Elementos Característicos de Mecanizado (AFR, Automatic Feature Recognition), en el que partiendo del modelo 3D del bruto y de la pieza se establecen las entidades de trabajo adecuadas (Elementos Característicos de Mecanizado). Estas entidades contienen la información necesaria para poder llevar a cabo una Planificación de Procesos automática. A su vez, la información se va completando y ampliando a medida que se avanza en las etapas de la Planificación. En la Tesis se plantea el reconocimiento automático de Elementos Característicos de Mecanizado como una de las primeras etapas de la Planificación de Procesos, y que permite el enlace con el diseño asistido por ordenador. Este reconocimiento debe tener un planteamiento dinámico, ofreciendo distintas opciones. Su solución no debe ser una entrada estática, prefijada, para el resto de etapas de la Planificación. El proceso de reconocimiento está fuertemente influenciado por conceptos y decisiones de índole tecnológico (tipos de herramientas, movimientos característicos de los procesos, influencia del corte vinculado, â¦), que lo guían y que permiten obtener resultados válidos en la aplicación destino: el mecanizado. Atendiendo a este planteamiento, la Tesis ofrece una solución general y completa al proceso de reconocimiento automático de Elementos Característicos de Mecanizado, teniendo en cuenta a los llamados procesos convencionales (torneado, fresado, limado, rectificado, etc.). La solución propuesta no se restringe a piezas prismáticas, trabaja con cualquier superficie regular (superficies planas, cilíndricas, cónicas, tóricas y esféricas) dando solución a uno de los principales problemas existentes en el reconocimiento automático de Elementos Característicos de Mecanizado, la intersección/interacción entre ellos. Para conseguirlo, se trabaja con modelos 3D en formato B-Rep (Boundary Representation; Representación por Límites) acorde a la norma ISO 10303, apoyándose en la relación de concavidad/convexidad presente entre las superficies de los modelos de partida. Estos conocimientos tecnológicos se aplican en la operativa seguida, destacando la extracción de volúmenes válidos en el proceso de mecanizado destino, la obtención de al menos una herramienta que permita la eliminación del volumen en ese proceso, la comprobación de la accesibilidad en la zona de trabajo para generar la geometría adecuada, así como la accesibilidad a la zona de trabajo a través del resto de geometría de la pieza. Una vez comprobados estos conceptos, queda garantizado que la pieza podrá ser fabricada. La solución obtenida es múltiple, ya que de una forma sistemática se comprueba con que proceso de mecanizado puede eliminarse cada uno de los volúmenes (incluyendo existencia de herramienta y acceso). A su vez, se ofrecen alternativas tanto en el perfil de la herramienta necesario para su eliminación, como en la orientación de la misma respecto al acceso. Una característica importante en el método propuesto en la Tesis, hace referencia al modo de extracción de los volúmenes. Se busca que el volumen obtenido pueda eliminarse con una única herramienta, una única orientación y no se produzca un cambio en el Plano de Trabajo, buscando además, que su tamaño sea el mayor posible. Se evita dar soluciones que se correspondan con un mecanizado de superficies esculpidas, mecanizado 3D, que no tienen nada que ver con el concepto y uso de los Elementos Característicos de Mecanizado.

Autor: TOMICO PLASENCIA OSCAR.
Año: 2006.
Universidad: POLITÉCNICA DE CATALUÑA.
Centro de lectura: AULA CAPELLA-ETSEIB.
Centro de realización: EDIFICI TR5 PLANTA 2, DESPATX 2.09 TR.

Resumen: El camp d'Experiència d'Usuari consta d'una àmplia gamma d'aspectes diferents sobre la interacció amb productes o serveis. L'experiència d'usuari difereix del paradigma objectiu basat en el rendiment, centrant-se en un punt de vista més ampli on les necessitats d'usuaris, els desitjos i les fantasies tenen un paper important en el procés de presa de decisions dels usuaris. L’enfocament d’ hipòtesi i validació utilitzant anàlisi quantitatiu té dificultats per tractar, d'una manera estructurada, altres tipus d’informació que aspectes estrictament relacionats amb l’ús dels productes (per exemple les emocions) on els resultats obtinguts són efímers i complexos. Els aspectes d'experiència d'usuari que impliquen sentiments relacionats amb necessitats inherents, desitjos i fantasies s'anomenen informació subjectiva sobre l’experiència. Per obtenir aquesta classe d'informació, l'experiència d'usuari s’analitza segons la relació psicològica entre usuaris i productes o serveis. Aquesta tesi descriu el canvi de paradigme que proposa la psicologia constructivista i la seva pertinència per a l’aplicació en l’obtenenció d’informació subjective sobre l’experiència d'usuari en les primeres fases del disseny de producte. Primerament, una visió de conjunt general del punt de vista proposat presenta les bases de la psicologia constructivista aplicables al camp de l’experiència d'usuari. Després, differents estudis exploratoris il·lustren, amb exemples, com s'haurien d'utilitzar aquestes tècniques com eines d’obtenció d’informació subjectiva: · La tècnica dels paisatges experiencials utilitza la graella cognitive, una aproximació alternativista al constructivisme, per obtenir informació sobre la resposta dels consumidors a un cert grup de productes i els requeriments d’ús. · El procediments de restricció utilitzen tècniques d’escalament (aproximació discursiva al constructivisme) per aconseguir informació nuclear sobre valors que una persona té. Aplicat a disseny de producte serveix per augmentar el nivell de precisió, obtenint informació que relaciona atributs emocionals, funcionals i físics del producte. · El mètode de generació de metàfores sensorials es pot considerar una aproximació retòrica al constructivisme i utilitza productes, objectes i contextos com vehicles per transmetre coneixement tàcit. · La visualització de necessitats i desitjos latents és una aproximació narrativa al constructivisme. Utilitza presentacions de vídeo per desvelar comportaments d'interaccions futures que compleixen els desitjos i les aspiracions dels usuaris. Les tècniques per a l’obteció d’informació subjectiva sobre l’experiencia d’usuari proposades en aquesta tesi doctoral (SEGIT) emergeixen de l'anàlisi de les avantatges i febleses dels estudis exploratoris anteriors. Es poden considerar com un conjunt de tècniques (exploratives i projectives) per ser utilitzades durant el procés de disseny com a eina inspiradora per guiar el procés creatiu (una tècnica de generació d'idees d'experiència per desenvolupar nous conceptes d'interacció) i un model per a la validació de resposta futura dels consumidors. La informació obtinguda amb el mètode de SEGIT s'analitza per a propòsits inspiradors i informatius: · Des d'un punt de vista inspirador, el conjunt de tècniques proporcionen aspectes clau per al procés d'inspiració. Les tècniques exploratòries permeten obtenir idees detallades i justificades i les tècniques projectives conceptes amb un nivell alt d'abstracció i coherència al mateix temps. · Des d'un punt de vista informatiu, aquest conjunt de tècniques es poden utilitzar per obtenir informació sobre la preferència de compra dels consumidors. Alhora que analitza diferents variables que afecten la fiabilitat dels resultats obtinguts. En conclusió, la visió sobre el disseny de la interacció presentat en aquesta tesi doctoral i les tècniques proposades mostren un camí optimista per explorar.

Autor: SAURA SÁNCHEZ MARIANO.
Año: 2006.
Universidad: POLITÉCNICA DE CARTAGENA.
Centro de lectura: UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE CARTAGENA.
Centro de realización: ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIROS INDUSTRIALES.

Resumen: La antroplastia total de rodilla es uno de los sistemas de reemplazo articular más demandados en la actualidad. A pesar de la evolución de los biomateriales utilizados en la fabricación de sus componentes, de la mejora en la precisión del material quirúrgico y los avances en la técnica para su implantación, el número de fracasos en este tipo de cirugía es aún elevado. Una de las causas de revisión más frecuentes está relacionada con el aflojamiento aséptico del componente tibial, originado por las severas condiciones dinámicas a las que se encuentra sometido, debiendo conciliar la transición de cargas elevadas en un amplio rango de movilidad entre superficies de geometría compleja con unas condiciones de equilibrio, estabilidad y longevidad del implante cada vez más exigentes. Para tratar de reducir la magnitud de las cargas que se transmiten en esta articulación nace, en Murcia, de la mano del Dr. Alejandro López Egido la idea de incorporar en el platillo tibial un sistema amortiguador de la carga. Este sistema, actualmente único en la cirugía protésica de rodilla, lo implementa Tornier en su prótesis HLS-CP, con ligeras modificaciones, dando origen a la HLS-CP-ALE. Esta Tesis Doctoral tiene como objetivo principal el determinar qué efectos produce en el comportamiento de la prótesis total de rodilla, la inserción de un elemento amortiguador en el platillo tibial de polietileno. Las modificaciones en la respuesta de los distintos componentes se obtienen analizando comparativamente los dos modelos protésicos: HLS-CP y HLS-CP-ALE bajo dos perspectivas: teórica y experimental. El estudio teórico consiste en el análisis por el método de elementos finitos de cuatro modelos: HLS-CP y HLS-SP-ALE, cada uno de ellos con y sin tibia. La geometría de los componentes se ha obtenido mediante máquina de medición por coordenadas. Los modelos, en 2D, incluyen partes de contacto entre todas aquellas superficies en las que éste se puede producir. El elemento amortiguador se ha modelizado como material hiperelástico mediante la función de densidad de energía de Mooney-Rivlin. Se considera que el resto de los componentes presentan un comportamiento elástico lineal. El hueso trabecular se modeliza heterogéneo y anisótropo, habiéndose obtenido la distribución de sus propiedades mecánicas mediante la aplicación de un algoritmo que considera la fracción volumétrica trabecular y orientación media de las trabéculas, sobre la radiografía digitalizada de hueso seco. Se aplican hipótesis de carga correspondientes a pacientes de diferente peso realizando distintas actividades biomecánicas. También se consideran posibles errores en la técnica quirúrgica. Para cada componente se analiza detalladamente su estado tensional. Los resultados obtenidos se comparan con los mostrados por otros autores en estudios similares y con la observación clínica más directa. Finalmente se cataloga la respuesta de cada componente frente a las distintas hipótesis de carga como: Segura, de Riesgo o Fallo, según distintos criterios de fallo. Los análisis experimentales realizados se llevan a cabo en un banco de ensayos dinámicos construido al efecto, capaz de someter a los dos modelos protésicos a una carga variables que reproduce las solicitaciones dinámicas sobre la articulación durante la marcha humana. El objetivo fundamental de los ensayos dinámicos consiste en determinar la transmisibilidad real de ambos modelos en diferentes estados de carga en lso que se varía su magnitud: 50, 70 y 90 kp y la frecuencia de excitación: periodos de 0.78, 1.5, 3 y 6 segundos. El estudio dinámico experimental complementa al teórico por elementos finitos, de forma que el primero permite conocer cómo se modifican las cargas reales transmitidas a la tibia y el segundo cómo se modifica el estado tensional de los distintos componentes al introducir el elemento amortiguador. Los resutlados obtenidos revelan que la inserción del sistema amortiguador provoca una importante modificación en la distribución del estado tensional de los componentes. Sobre el platileno presenta dos efectos: acerca su respuesta ala zona de riesgo de fallo por fluencia. Respecto al platillo original y redu 8 ce, de f 4a3 orma considerale, el estado tensional en la superficie articular, causa principal del desgaste de este componente y origen de microgrietas que provocan su fractura. Se ha observado que la presencia del hueso en los modelos modifica de forma considerable los resultados, razón por la que se considera que debe incluirse. Desde el punto de vista experimental se observa que, en ambos modelos, la carga que se transmite es igual a la aplicada, si bien en el amortiguado se consigue un desplazamiento total del platillo tres veces superior al modelo estándar, sin pérdida de estabilidad. Este efecto se debe traducir en una mejora en la movilidad articular, confort, disminución de riesgo de fracaso por aflojamiento y compensación de un posible desequilibrio en la aplicación de la carga.

Autor: SERRANO MARTÍNEZ JAVIER.
Año: 2006.
Universidad: NACIONAL DE EDUCACIÓN A DISTANCIA.
Centro de lectura: E.T.S. INGENIEROS INDUSTRIALES.
Centro de realización: UNVIERSIDAD NACIONAL DE EDUCACIÓN A DISTANCIA.

Resumen: El trabajo de tesis indaga acerca del estado actual, funcione y objetivos de los Museos y Centros de Ciencia y Tecnología MCCT, analizando sus interacciones con las sociedades que los acogen y estableciendo una propuesta de adaptación que cubra las carencias puestas en evidencia en las sociedades contemporáneas. Para ello, la tesis realiza una doble investigación previa. Por una parte se estudian y analizan múltiples aspectos sobre el estado de la Ciencia y la Tecnología en las sociedades modernas (vías de acceso a la educación y formación en CT; niveles de conocimiento, relaciones Ciencia Tecnología Sociedad, actitudes delos ciudadanos hacia el desarrollo CT, procesos de toma de decisiones, instituciones de participación y control, etc., estableciendo las carencias detectadas. Por ora parte, la tesis analiza los objetivos de los Museos y Centros de Ciencia y Tecnología existentes, identificando sus carencias y proponiendo la extensión de sus misiones de manera da dar cobertura a las demandas de las sociedades modernas acerca de la CT. El trabajo de tesis, reúne finalmente en un proyecto para un MCCT las carencias identificas en las áreas CT de las sociedades modernas con las carencias de los MCCT existentes proponiendo una nueva generación de MCCT. La tesis presenta en le capítulo de conclusiones la propuesta metodológica para convertir a los MCCT en las instituciones de participación ciudadana para el establecimiento de objetivos y prioridades en lo que especta al desarrollo CT, estableciendo una intervención organizada y directa de la sociedad en el establecimiento de la dirección y sentido del desarrollo de la ciencia y la tecnología, que garantice el bienestar presente y futuro de la sociedad.