Synchrotron strain scanning for residual stress measurement in cold-drawn steel rods

Cold-drawn steel rods and wires retain significant residual stresses as a consequence of the manufacturing process. These residual stresses are known to be detrimental for the mechanical properties of the wires and their durability in aggressive environments. Steel makers are aware of the problem and have developed post-drawing processes to try and reduce the residual stresses on the wires. The present authors have studied this problem for a number of years and have performed a detailed characterization of the residual stress state inside cold-drawn rods, including both experimental and numerical techniques. High-energy synchrotron sources have been particularly useful for this research. The results have shown how residual stresses evolve as a consequence of cold-drawing and how they change with subsequent post-drawing treatments. The authors have been able to measure for the first time a complete residual strain profile along the diameter in both phases (ferrite and cementite) of a cold-drawn steel rod.

Influence of coiling on the stress relaxation of prestressing steel wires

The possible deleterious effects of coiling and long-term storage of coiled wires on the stress relaxation behaviour of prestressing steel wires has been checked by means of experimental work and a simple analytical model. The results show that if the requirements of standards are fulfilled (minimum coiling diameters), these effects can be neglected. However, some other factors, such as previous residual stresses, long-term storage or storage at high temperatures, can trigger or emphasize this damage to the material. In the authors' opinion, checking the final curvature of the wires after uncoiling prior to prestressing, as required in some standards, is to be recommended.

Influencia de las condiciones de almacenamiento sobre la relajación de aceros de pretensado = Influence of storage conditions on prestressing steel relaxation losses

La pérdida de tensión por relajación en las armaduras activas afecta de forma importante a las estructuras de hormigón pretensado. Por ello se realizan ensayos de relajación de los alambres y cordones de pretensado tras su fabricación. Después, el material es enrollado y almacenado durante periodos que en ocasiones pueden superar el año de duración. Generalmente se desprecia la influencia que estas operaciones posteriores a la fabricación pueden tener sobre el material. Sin embargo, diversos fabricantes y suministradores han constatado experimentalmente que, en ocasiones, el material almacenado durante un periodo prolongado presenta pérdidas de relajación mayores que inmediatamente tras su fabricación. En este trabajo se realizan ensayos de laboratorio para comprobar la influencia que el radio de enrollamiento y el periodo de almacenamiento tienen sobre las pérdidas de relajación. También se propone un modelo analítico que permite predecir de manera razonablemente aproximada el valor del ensayo de relajación sobre un alambre sometido a un enrollamiento prolongado. Este modelo explica la evolución del perfil de tensiones durante el proceso de enrollamiento-almacenamiento-desenrollamiento, así como la influencia de las tensiones residuales

Microstructural and mechanical study of AL2O3/Er3Al5O12 eutectic rods grown by the laser floating zone method

Eutectic rods of Al2O3–Er3Al5O12 were grown by directional solidification using the laser-heated floating zone method at rates in the range 25–1500 mm/h. Their microstructure and mechanical properties (hardness, toughness and strength) were investigated as a function of the growth rate. A homogeneous and interpenetrated microstructure was found in most cases, and interphase spacing decreased with growth rate following the Hunt–Jackson law. Hardness increased slightly as the interphase spacing decreased while toughness was low and independent of the microstructure. The rods presented very high bending strength as a result of the homogeneous microstructure, and their strength increased rapidly as the interphase spacing decreased, reaching a maximum of 2.7 GPa for the rods grown at 750 mm/h. The bending strength remained constant up to 1300 K and decreased above this temperature. The relationship between the microstructure and the mechanical properties was established from the analysis of the microstructure and of the fracture mechanisms

Microstructure, magnetic and mechanical properties of Ni-Zn ferrites prepared by Powder Injection Moulding

Nowadays, the electronic industry demands small and complex parts as a consequence of the miniaturization of electronic devices. Powder injection moulding (PIM) is an emerging technique for the manufacturing of magnetic ceramics. In this paper, we analyze the sintering process, between 900 °C and 1300 °C, of Ni–Zn ferrites prepared by PIM. In particular, the densification behaviour, microstructure and mechanical properties of samples with toroidal and bar geometry were analyzed at different temperatures. Additionally, the magnetic behaviour (complex permeability and magnetic losses factor) of these compacts was compared with that of samples prepared by conventional powder compaction. Finally, the mechanical behaviour (elastic modulus, flexure strength and fracture toughness) was analyzed as a function of the powder loading of feedstock. The final microstructure of prepared samples was correlated with the macroscopic behaviour. A good agreement was established between the densities and population of defects found in the materials depending on the sintering conditions. In general, the final mechanical and magnetic properties of PIM samples were enhanced relative those obtained by uniaxial compaction.

Nanoindentation of Bridgman YBCO samples

In this study, the mechanical properties of YBa2Cu3O7−x, obtained by the Bridgman technique, were examined using a Berkovich tip indenter on the basal plane (0 0 1). Intrinsic hardness was measured by nanoindentation tests and corrected using the Nix and Gao model for this material. Furthermore, Vickers hardness tests were performed, in order to determine the possible size effect on these measurements. The results showed an underestimation of the hardness value when the tests were performed with large loads. Moreover, the elastic modulus of the Bridgman samples was 128 ± 5 GPa. Different residual imprints were visualised by atomic force microscopy and a focused ion beam, in order to observe superficial and internal fracturing. Mechanical properties presented a considerable reduction at the interface. This effect could be attributed to internal stress generated during the texturing process. In order to corroborate this hypothesis, an observation using transmission electron microscopy was performed.

La electrocoagulación en la reutilización de las aguas

El objetivo definitivo de esta investigación es la de buscar un sistema, que siendo sencillo y ocupando poco espacio, pueda aplicarse a las aguas de salida de una depuradora o aguas normales circulando por corrientes fluviales, alcanzando calidad para distintos usos. Así se investiga sobre la posibilidad de utilizar el proceso de electrocoagulación sobre distintos parámetros considerados en la normativa sobre reutilización de las aguas ?Real Decreto 1620/2007, de 7 de diciembre, por el que se establece el régimen jurídico de la reutilización de las aguas depuradas (BOE n.º 294, 08/12/2007)?. En la investigación se ha diseñado una planta piloto, a escala real 140 l/h, en la que el agua a tratar pasa secuencialmente a través de un depósito de pretratamiento, un depósito de procesamiento electroquímico, y un depósito de post-tratamiento, que puede pasar a un decantador o a un depósito de flotación. La experimentación realizada concluye sobre los buenos resultados de la aplicación del sistema de electrocoagulación, en relación con el grado de cumplimiento respecto a las normativas actuales de reutilización. Los resultados garantizan las posibilidades del proceso en la eliminación de: la turbidez, sólidos suspendidos totales (SST), DQO y fosfatos en fósforo total, así como en la eliminación de microorganismos. Estos resultados justifican que la electrocoagulación puede constituirse en un sistema de tratamiento y depuración de las aguas, tanto en la lucha contra su eutrofización, eliminando fosfatos, como en su mejora de forma previa al empleo de membranas, como en la mejora de la calidad de las aguas de salida de las depuradoras o circulante por los ríos. Su sencillez, facilidad de montaje y bajo consumo energético lo avalan.

Análisis estructural de algunas obras de Félix Candela mediante modelos de Elementos Finitos

Por su facilidad constructiva y la relativa sencillez de su análisis estructural, el paraboloide hiperbólico de hormigón armado es una forma profusamente utilizada por el arquitecto Félix Candela (1910-1997). En este artículo se analiza el comportamiento de varias de esas obras. Concretamente dos paralelogramos alabeados [1], el restaurante Los Manantiales (México) y la Iglesia de Guadalupe (Madrid). Se explica la geometría del paraboloide hiperbólico y se describe brevemente el análisis estructural presentado por Félix Candela. Los resultados presentados posteriormente confirman la distribución de esfuerzos descrita por Candela. En todos los casos estudiados las tensiones resultan ser admisibles para el hormigón. Se ha verificado también el comportamiento de membrana de las estructuras mediante un factor cuyo valor oscila entre 0 (flexión pura) y 1 (membrana pura). El comportamiento se aleja o acerca al de membrana pura en función de las condiciones de apoyo como ya recalcó el arquitecto madrileño

Parametric study of the expansive joint model for cracking of concrete due to rebar corrosion

Un modelo numérico llamado elemento junta expansiva fue programado para simular la expansión mecánica del óxido y estudiar la fisuración en el hormigón circundante. El elemento junta expansiva trabaja con elementos finitos con fisura cohesiva embebida adaptable para simular la fractura del hormigón según el modelo de fisura cohesiva. Se ha comprobado que el modelo reproduce correctamente el patrón de fisuración del hormigón que se obtiene en ensayos de corrosión acelerada. En este trabajo, se realiza un estudio paramétrico del elemento junta expansiva para establecer los límites de los parámetros constitutivos del óxido. Se simula una cierta expansión variando los valores de los parámetros del óxido y se estudian la apertura de fisura y las tensiones resultantes en el hormigón. Se determina el rango de valores para los que los resultados de las simulaciones son prácticamente iguales, con el menor número posible de iteraciones.

ICSM: Un procedimiento de clasificación de las condiciones de seguridad de las márgenes de las carreteras

En el marco del proyecto de investigación DISCAM desarrollado en el Departamento de Ingeniería Civil - Transportes de la Universidad Politécnica de Madrid, se ha establecido un procedimiento de clasificación de las condiciones de seguridad de las márgenes de las carreteras. La investigación se ha apoyado en una serie de indicadores de las principales condiciones de la infraestructura y de su entorno físico que influyen en las consecuencias de los accidentes por salida de la calzada: pendiente transversal de la margen, distancia al borde de la calzada de los obstáculos rígidos, existencia y adecuación de las barreras de seguridad y condiciones del trazado. Con el fin de identificar las combinaciones de los valores de estos indicadores, que presentan valores homogéneos de los índices de frecuencia y gravedad de los accidentes con víctimas por salida de la calzada, se analizó una muestra de 1 956 km de carreteras convencionales. Como resultado se estableció una escala categó- rica de cinco niveles a la que se ha denominado Índice de Condiciones de Seguridad de las Márgenes (ICSM). El ICSM permite sistematizar la toma de datos relacionados con la seguridad de las márgenes de las carreteras y puede introducirse como variable explicativa en los modelos de regresión multivariante de estimación de la frecuencia de accidentes. También puede utilizarse como referencia en la planificación de las medidas de mejora de la seguridad vial.

Thermo-Mechanical Treatment Effects on Stress Relaxation and Hydrogen Embrittlement of Cold-Drawn Eutectoid Steels

The effects of the temperature and stretching levels used in the stress-relieving treatment of cold-drawn eutectoid steel wires are evaluated with the aim of improving the stress relaxation behavior and the resistance to hydrogen embrittlement. Five industrial treatments are studied, combining three temperatures (330, 400, and 460 °C) and three stretching levels (38, 50 and 64% of the rupture load). The change of the residual stress produced by the treatments is taken into consideration to account for the results. Surface residual stresses allow us to explain the time to failure in standard hydrogen embrittlement tests

The natural variability approach. Application to the analysis of the hydrologic alteration in five rivers (Ebro basin, Spain)

Artículo internacional que aplica los criterios de NVA (Natural Variability Approach) a cinco ríos de la cuenca del Ebro

Libertad, responsabilidad y técnica

¿Qué han hecho los ciudadanos que se desplazan en coche para que tantos grupúsculos, grupos, organismos y medios estén empeñados en restringir este estupendo modo de desplazamiento? ¿Están justificados tantos ataques? ¿Hay recursos técnicos para ordenar la situación, ajustando la libertad a sus límites y dando y pidiendo responsabilidades a los conductores, a otros actores y a la Administración? Para empezar, necesitamos términos nuevos. Acompañante no es un término correcto para un viajero que no conduce. Parecería que, no teniendo nada mejor que hacer, se mete en el coche con el conductor (un estudio reseñado en La Vanguardia afirma que el 33,3% % de los desplazamientos de las mujeres catalanas se hacen en coche, pero ellas prefieren viajar sin conducir). Por su parte, conductores son unos cuantos, pero esto queda bastante lejos de todos los que manejan un coche. La misma denominación de conductor trae a la cabeza a alguien cuyo primer objetivo es conducir, y esto no suele ser cierto: es desplazarse con otro motivo, no es pasear en coche sin más. Cochero no parece un término adecuado. Viajero individual tampoco. Pero necesitamos que el lenguaje refleje la realidad: los que llamamos conductores son viajeros, o pasajeros (aunque no compren un pasaje).

Algunas consideraciones sobre los efectos de la rebaja de la velocidad máxima a 110 km/h

Queremos creer que la decisión del Gobierno de rebajar temporalmente a 110 km/h la velocidad máxima en las autopistas y autovías a partir del 7 de marzo, con objeto de ahorrar combustible, es una ocurrencia fruto de la improvisación, como muchos han opinado. Esta creencia está avalada por las declaraciones del Vicepresidente Chaves, quien ha afirmado que “llevaban quince días discutiéndolas”. Normalmente, decisiones de este calado son precedidas por estudios de sus consecuencias, e incluso se llevan a cabo algunas experiencias piloto, reducidas en ámbito y breves en tiempo, para comprobar los efectos de la medida; pero ésta parece una reacción rápida al súbito encarecimiento del crudo provocado por los recientes (y aún inconclusos) movimientos sociales en el Norte de África

Tratamiento estadístico de los modelos intensidad-velocidad en carreteras convencionales

Existen diversos métodos y manuales que establecen diferentes modelos para estudiar la circulación, la capacidad de la vía, etc. El Manual de Capacidad 2000 propone la medida de los niveles de servicio para carreteras de dos carriles a partir de la velocidad media de recorrido y del porcentaje de tiempo siguiendo, representando la función intensidad-velocidad mediante rectas de pendiente constante. Se ha comprobado experimentalmente que la aplicación de la relación propuesta en la última edición del Manual de Capacidad en las carreteras convencionales reales de dos carriles en la Comunidad de Madrid se aleja de la realidad y con ella la interpretación que se debe hacer sobre los niveles de servicio en este tipo de carreteras. El resultado de una investigación realizada en carreteras de la Comunidad de Madrid, y en colaboración con la Escuela de Caminos, Canales y Puertos de la Universidad Politécnica de Madrid, ha sido el planteamiento de un modelo macroscópico que reproduce la función intensidad-velocidad en carreteras convencionales, con una metodología que puede ser reproducible, de manera sencilla, para obtener leyes específicas en otras carreteras concretas