Mecanizado por torneado en duro

[ES]Los objetivos del siguiente trabajo consisten en analizar e optimizar el proceso del torneado en duro del acero ASP-23 indagando de especial manera en la realización de diferentes soluciones para brochas. En este caso, este proyecto nace de la importancia de reducir así como los costes económicos y los costes temporales de fabricación de elementos basados en el acero ASP-23 mediante el torneado en duro; proceso de mecanizado, cuya importancia cada vez es mayor como en las industrias de automoción o aeronáutica. El desarrollo del proyecto es fruto de la necesidad de EKIN S. Coop, uno de los líderes en los procesos de máquina-herramienta de alta precisión para el brochado, de desarrollar un proceso de mecanizado más eficaz de las brochas que produce. Así en el aula máquina-herramienta (ETSIB) se han intentado demostrar los beneficios que tiene el torneado en duro en el mecanizado del ASP-23. Hoy en día, con el rápido desarrollo de nuevos materiales, los procesos de fabricación se están haciendo cada vez más complejos, por la amplia variedad de maquinas con las que se realizan los procesos, por la variedad de geometría/material de las herramientas empleadas, por las propiedades del material de la pieza a mecanizar, por los parámetros de corte tan variados con los que podemos implementar el proceso (profundidad de corte, velocidad, alimentación...) y por la diversidad de elementos de sujeción utilizados. Además debemos ser conscientes de que tal variedad implica grandes magnitudes de deformaciones, velocidades y temperaturas. He aquí la justificación y el gran interés en el proyecto a realizar. Por ello, en este proyecto intentamos dar un pequeño paso en el conocimiento del proceso del torneado en duro de aceros con poca maquinabilidad, siendo conscientes de la amplia variedad y dificultad del avance en la ingeniería de fabricación y del mucho trabajo que queda por hacer.

Nonlinear Effects in Granular Crystals with Broken Periodicity

When studying physical systems, it is common to make approximations: the contact interaction is linear, the crystal is periodic, the variations occurs slowly, the mass of a particle is constant with velocity, or the position of a particle is exactly known are just a few examples. These approximations help us simplify complex systems to make them more comprehensible while still demonstrating interesting physics. But what happens when these assumptions break down? This question becomes particularly interesting in the materials science community in designing new materials structures with exotic properties In this thesis, we study the mechanical response and dynamics in granular crystals, in which the approximation of linearity and infinite size break down. The system is inherently finite, and contact interaction can be tuned to access different nonlinear regimes. When the assumptions of linearity and perfect periodicity are no longer valid, a host of interesting physical phenomena presents itself. The advantage of using a granular crystal is in its experimental feasibility and its similarity to many other materials systems. This allows us to both leverage past experience in the condensed matter physics and materials science communities while also presenting results with implications beyond the narrower granular physics community. In addition, we bring tools from the nonlinear systems community to study the dynamics in finite lattices, where there are inherently more degrees of freedom. This approach leads to the major contributions of this thesis in broken periodic systems. We demonstrate the first defect mode whose spatial profile can be tuned from highly localized to completely delocalized by simply tuning an external parameter. Using the sensitive dynamics near bifurcation points, we present a completely new approach to modifying the incremental stiffness of a lattice to arbitrary values. We show how using nonlinear defect modes, the incremental stiffness can be tuned to anywhere in the force-displacement relation. Other contributions include demonstrating nonlinear breakdown of mechanical filters as a result of finite size, and the presents of frequency attenuation bands in essentially nonlinear materials. We finish by presenting two new energy harvesting systems based on our experience with instabilities in weakly nonlinear systems.

Auto-ensamblaje de unidades porfirínicas para la obtención de dispositivos supramoleculares

40 p. : il.

Effect of the A cation size disorder and synthesis conditions on the properties of an iron perovskite series

Póster presentado en The Energy and Materials Research Conference - EMR2015 celebrado en Madrid (España) entre el 25-27 de febrero de 2015

O design de interfaces epiteliais dinâmicas: como as novas tecnologias afetam o projeto de tatuagens

A tatuagem é uma antiga forma de inscrição corporal que apesar de sua idade não sofreu alterações em termos de materiais e técnicas. O desenvolvimento de tecnologias para a concepção de novas modalidades de intervenção orgânica terá ramificações em diversas áreas, permitindo o uso de novas interfaces epiteliais interativas (tatuagens dinâmicas responsivas), e criando novas vias de interação e comunicação incorporada. Em contraste à prática tradicional de imagens estáticas, as tatuagens dinâmicas (TDs) permitem a geração de imagens dinâmicas e interativas na pele. Nosso objetivo aqui é apresentar este novo campo de pesquisa e refletir sobre o papel do designer no projeto de tatuagens dinâmicas e as implicações destas tatuagens que transformam a pele em uma nova fonte de inscrições interativas e reversíveis.

Self-assembly of metallated TPP porphyrin by external dipyridyl ligands

Póster presentado en: XXII International Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography (UICr), 22–30 Agosto 2011. Madrid, España

Simulación de la refrigeración en la estampación en caliente para una pieza de chapa.

[ES]El objetivo principal de este proyecto se centra en conseguir las características mecánicas requeridas por los componentes del chasis de los vehículos con una reducción de peso y mejora de productividad, para ellos es necesario simular el proceso de templado que se da durante la estampación en caliente de una pieza de chapa mediante utillajes con conductos de refrigeración. Para ello se ha utilizado el programa de elementos finitos ANSYS hasta obtener un proceso de embutición simulado que represente con una desviación dentro de los límites aceptables el comportamiento real de la chapa en la etapa de refrigeración. Como objetivo secundario se encuentra el afianzamiento de las bases teóricas de ciencia de materiales y la adquisición de más conocimientos relacionados con la transmisión de calor entre cuerpos sólidos, centrándose sobre todo en la distribución de temperaturas sobre la superficie de éstos. En una primera parte se tratarán los conceptos generales de la estampación en caliente y sus posibles variantes. También se explicará la necesidad del uso de nuevos materiales para la industria automovilística, así como la razón por la cual se utilizan conductos de refrigeración. A continuación, se definirá la geometría de la chapa a analizar, tanto las consecuentes geometrías de los utillajes, que tendrán diferentes distribuciones de conductos de refrigeración. Además se establecerán los criterios para realizar el análisis térmico transitorio del conjunto troquel – chapa – matriz. Una vez seleccionado el tipo de análisis se profundizará en su estudio, aplicándolo a los diferentes utillajes ya citados. Se analizarán los resultados obtenidos y los errores y se buscarán posibles alternativas. Finalmente, se procederá a sacar las conclusiones de la simulación realizada y se procederá a comparar los resultados obtenidos con las diferentes distribuciones de conductos de refrigeración en los utillajes.

Estudio del rectificado de Inconel 718

[ES]Cada vez más industrias como las aeronáuticas o espaciales buscan nuevos materiales con excelentes propiedades hoy en día. Sin embargo, estos materiales suelen presentar hándicaps como por ejemplo su maquinabilidad. Mediante este TFG, se estudiará el rectificado de uno de estos materiales, el Inconel 718. Para conseguir los objetivos, este TFG se elaborará en varias etapas. Primero es necesario conocer las propiedades del Inconel 718 y analizarlas. Tras esto, se realizará el mismo proceso con el proceso de rectificado, haciendo hincapié en el desgaste de muelas; para finalmente, encontrar soluciones y alternativas que optimicen el proceso de rectificado. La ejecución de este TFG permitirá comprender y minimizar el desgaste de las muelas durante el proceso de rectificado.

Metodologia de projeto de turbinas eólicas de pequeno porte.

O potencial eólico do Brasil, de vento firme e com viabilidade econômica de aproveitamento, é de 143 GW. Isso equivale ao dobro de toda a capacidade da geração já instalada no país. No Brasil, a energia eólica tem uma sazonalidade complementar à energia hidrelétrica, porque os períodos de melhor condição de vento coincidem com os de menor capacidade dos reservatórios. O projeto desenvolvido neste trabalho nasceu de uma chamada pública do FINEP, e sob os auspícios do recém criado CEPER. Ao projeto foi incorporado um caráter investigativo, de contribuição científica original, resultando em um produto de tecnologia inovadora para aerogeradores de baixa potência. Dentre os objetivos do projeto, destacamos a avaliação experimental de turbinas eólicas de 5000 W de potência. Mais especificamente, dentro do objetivo geral deste projeto estão incluídas análise estrutural, análise aerodinâmica e análise de viabilidade de novos materiais a serem empregados. Para cada uma das diferentes áreas de conhecimento que compõem o projeto, será adotada a metodologia mais adequada. Para a Análise aerodinâmica foi realizada uma simulação numérica preliminar seguida de ensaios experimentais em túnel de vento. A descrição dos procedimentos adotados é apresentada no Capítulo 3. O Capítulo 4 é dedicado aos testes elétricos. Nesta etapa, foi desenvolvido um banco de testes para obtenção das características específicas das máquinas-base, como curvas de potência, rendimento elétrico, análise e perdas mecânicas e elétricas, e aquecimento. Este capítulo termina com a análise crítica dos valores obtidos. Foram realizados testes de campo de todo o conjunto montado. Atualmente, o aerogerador de 5kW encontra-se em operação, instrumentado e equipado com sistema de aquisição de dados para consolidação dos testes de confiabilidade. Os testes de campo estão ocorrendo na cidade de Campos, RJ, e abrangeram as seguintes dimensões de análise; testes de eficiência para determinação da curva de potência, níveis de ruído e atuação de dispositivos de segurança. Os resultados esperados pelo projeto foram atingidos, consolidando o projeto de um aerogerador de 5000W.

Estudio de superaleaciones base Ni para su utilización en componentes de turbinas.

[ES]La industria aeronáutica se ha convertido en los últimos tiempos en uno de los sectores más innovadores. Una de las características de este sector es que exige una amplia gama de materiales con propiedades únicas como las superaleaciones en base Ni MARM247 y C1023, que son materiales nuevos que parecen tener un comportamiento ideal para su uso en turbinas. El objetivo de este proyecto es obtener en un mismo documento todos los datos posibles, tanto teóricos como empíricos de estos materiales. El proyecto se puede dividir en dos partes: investigación de la mayor cantidad de información y realizar algunos ensayos con muestras.

Characterization of cobalt based TPP-bipy coordination polymer

Comunicación a congreso: Póster presentado en The 4th EuCheMS Chemistry Congress (4ECC), Prague, Czech Republic, August 26–30, 2012

Síntese e caracterização de filmes de nanopartículas de prata dispersas em poli(uretano-ureia) para separação de gases petroquímicos

A utilização de novos materiais aplicados aos processos de separação por membranas tem sido objeto de constante pesquisa acadêmica e tecnológica. Na permeação de gases petroquímicos, a modificação de estruturas poliméricas e o uso de membranas de transporte facilitado por adição de sais contendo metais ou nanopartículas destacam-se dentre as opções disponíveis. Os objetivos deste trabalho foram avaliar alterações químicas, estruturais e térmicas na matriz polimérica de poli(uretano-ureia) (PUU) provocadas pela adição de nanopartículas de prata (AgNps) e obter dados de pemeabilidade de gases petroquímicos (C2H4, C2H6, CO2 e N2) para avaliar a influência das AgNps no transporte desses gases através do filme polimérico. Alterações nos espectros de FTIR nas bandas de estiramento das ligações C-O-C e C=O (uretânica e ureica), e deslocamentos nos picos de difração, demonstram que houve interação entre as AgNps e o oxigênio éter do PUU. A interação com as AgNps diminuiu a estabilidade térmica dos domínios flexíveis do polímero, região onde são encontrados os grupos éteres. As imagens de TEM mostraram que houve baixa dispersão das Nps na matriz polimérica. A interação das AgNps com o grupo éter diminuiu a permeabilidade de todos os gases, porém a redução da permeabilidade do CO2 e do C2H4 foi muito mais significativa, mostrando a interferência das AgNps na sorção desses dois gases. O transporte facilitado de olefinas através dos filmes poliméricos não foi observado, em parte, causado pela baixa dispersão das AgNps na matriz polimérica. Apesar da interação, não foi possível responder se a superfície das Nps estava ativada para o transporte facilitado. Contudo, através dos resultados do trabalho foi possível propor um mecanismo de interação entre as AgNps e o PUU, e verificar como a presença das Nps pode alterar a interação da matriz polimérica com gases petroquímicos

Estudo do comportamento e otimização do projeto estrutural de edifícios de concreto armado.

Com base no crescimento exponencial das populações urbanas, a demanda por espaço para habitação tem crescido vertiginosamente. Para atender a estas necessidades, edificações cada vez mais altas e mais esbeltas são projetadas e vãos cada vez maiores são utilizados. Novos materiais são criados e aprimorados para que seja extraído o máximo de desempenho com o menor custo. Deste modo, esta dissertação tem como objetivo o estudo do comportamento e otimização do projeto estrutural de edifícios. Para tal, considera-se ao longo do estudo o projeto de uma edificação de concreto armado com 47 metros de altura e 15 pavimentos, submetida às ações das cargas usuais de projeto atuantes sobre edifícios residenciais, além das cargas de vento. No que tange ao desenvolvimento do modelo computacional são empregadas técnicas usuais de discretização, via método dos elementos finitos, por meio do programa ANSYS. Inicialmente, a resposta estática e dinâmica do modelo estrutural é obtida e comparada com base nos valores limites propostos por normas de projeto. A partir de análises qualitativas e quantitativas desenvolvidas sobre a resposta estrutural do modelo em estudo são utilizadas técnicas de otimização com o objetivo de modificar e aprimorar o desempenho estrutural do edifício analisado.

Modelagem do comportamento estrutural estático e dinâmico e avaliação de conforto humano de edifícios de concreto armado.

Nas últimas décadas, a partir do crescimento substancial da população das grandes cidades, a demanda por espaço para habitação tem crescido de maneira importante. Para atender a estas necessidades, edificações cada vez mais altas e mais esbeltas são projetadas e vãos cada vez maiores são utilizados. Novos materiais são criados e aprimorados para que seja extraído o máximo de desempenho com o menor custo. Deste modo, esta dissertação tem como objetivo o estudo do comportamento estrutural e avaliação de conforto humano de edifícios de concreto armado. Para tal, são considerados ao longo do estudo quatro projetos de edificações de concreto armado distintos, com alturas variando na faixa de 30m a 70m (11 a 24 pavimentos), submetidos às ações das cargas usuais de projeto atuantes sobre edifícios residenciais, além das cargas de vento. No que tange ao desenvolvimento dos modelos computacionais são empregadas técnicas usuais de discretização, via método dos elementos finitos, por meio do programa ANSYS. Inicialmente, a resposta estrutural estática (deslocamentos e esforços) e dinâmica (acelerações de pico) dos modelos é obtida e comparada com base nos valores limites propostos por normas e recomendações de projeto. A partir de análises qualitativas e quantitativas desenvolvidas sobre a resposta dos modelos em estudo o desempenho estrutural dos edifícios analisados é avaliado, no que diz respeito ao conforto humano.