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A nivel industrial es recurrente el uso de placas planas sometidas a cargas de tracción con agujeros pasantes, los cuales son utilizados por elementos de sujeción como pernos, remaches u otros elementos cilíndricos para unir las placas a otros cuerpos. Estudios realizados previamente por [1], [2], [3], presentan el análisis bajo diferentes cargas con un solo agujero como elemento de soporte, pero se hace evidente la necesidad de profundizar el estudio en placas planas con dos agujeros. En este trabajo se determinará el comportamiento del esfuerzo por medio del método de elementos finitos en placas planas sujetas a tracción con perforaciones desde uno hasta dos agujeros circulares utilizados como soporte mediante elementos pasantes sin holgura. Se variarán algunos parámetros geométricos como la posición y el diámetro de los agujeros con el fin de obtener el valor del factor de concentración de esfuerzo en función de las relaciones geométricas presentes en la placa plana. El presente estudio se limitará a placas de acero ASTM A1011 por ser uno de los materiales más usados para la fabricación de perfiles y láminas en Colombia [4], con el fin de obtener resultados útiles para la industria Colombiana.

Durante las últimas décadas se ha visto necesario mejorar la composición granulométrica de los materiales metálicos para reducir su tamaño de grano y así cambiar algunas propiedades físicas de estos materiales. Para lo cual se han utilizado procesos de deformación plástica severa (SPD por sus siglas en inglés, Several Plastic Deformation) tales como torsión de alta presión (HPT por sus siglas en inglés, High Pressure Torsion), corrugación y estiramiento repetitivo (RCS por sus siglas en inglés, Repetitive Corrugation and Straightening), extrusión simple cortante (SSE por sus siglas en inglés, Simple Shear Extrusion), extrusión giratoria (TE por sus siglas en inglés, Twist Extrusion), entre otras. [5]Sin embargo, los procesos de deformación plástica severa tienen algunas limitaciones tales como la no homogeneidad de las propiedades mecánicas, debido a la no distribución homogénea plástica en el elemento. Las piezas que se pueden tratar mediante estos procesos suelen ser de dimensiones reducidas para ser usadas industrialmente.

El uso de la simulación computacional viene siendo de vital importancia en la actualidad en el área de corte por viruta, puesto que aplicada a una labor investigativa permite hacer predicciones del comportamiento de materiales a mecanizar, el comportamiento al interactuar con otros materiales y el comportamiento que presenta al entrar en contacto con la herramienta de corte. Estas simulaciones permiten verificar diferentes modelos de forma virtual antes de recurrir a la realización física del proceso, al probar y ejecutar diferentes configuraciones de mecanizado [2], tales como, cambiar el material a mecanizar, diferentes formas de la pieza a mecanizar, variar las dimensiones y ángulos de la herramienta a mecanizar. De esta forma, obtener información de vital importancia que permita escoger las mejores configuraciones a la hora de llevar a cabo la producción, mejorar la calidad y disminuir el costo de sus productos. La realización de modelos que evalúan el comportamiento físico de los procesos de mecanizado, ayudan a tener información de gran importancia para la implementación en procesos reales de producción. Con la implementación de la dinámica explícita, modelos constitutivos y modelos de falla en elementos finitos, se enfatiza en zonas donde se produce la interacción entre el material a mecanizar y la herramienta de corte [3]. Al aplicar los modelos mencionados se obtiene información cualitativa y cuantitativa de variables asociadas al proceso de mecanizado ortogonal como temperatura, esfuerzos, tipo y forma de viruta, tensiones residuales, velocidad de corte, influencia de la geometría de la herramienta de corte, influencia de la fricción, ángulo de ataque de la herramienta de corte, ángulo de incidencia de la herramienta de corte, etc.

Este artículo presenta un método de optimización basado en aproximación por mallas fijas utilizando diferentes métodos para obtener la matriz de rigidez de los elementos de la frontera e implementando Optimización Estructural Evolutiva (ESO) -- En ESO, un valor de umbral de esfuerzo es calculado y los elementos que se encuentran por debajo de este son removidos -- Desafortunadamente se producen patrones de tablero de ajedrez y fronteras dentadas -- En el método de mallas fijas la representación de fronteras (B-Rep) se mantiene como una aproximación lineal a trozos -- El método IsoESO utiliza el método de mallas fijas y el material es removido cortando el material sobre la isosuperficie del valor de umbral -- Como la superficie resultante es suave, esta no contiene fronteras dentadas o patrones de tablero de ajedrez, evitando la concentración de esfuerzos -- El algoritmo resultante converge en un número reducido de iteraciones cuando se compara con ESO -- La presente aproximación computa una función implícita basada en análisis de sensibilidad -- La B-Rep es asociada con esta función implícita y el valor de umbral -- La superficie final se obtiene moviendo la frontera a la posición de la iso-curva del valor de umbral de la función de sensibilidad -- Resultados preliminares muestran las ventajas en tiempo y calidad de superficie resultante del presente método

This article discusses a procedure for force-displacement modeling compliant mechanisms by using a design of computer experiments methodology -- This approach produces a force-displacement meta-model that is suited for real-time control of compliant mechanisms -- The term meta-model is used to represent a simplified and efficient mathematical model of unknown phenomena -- The meta-modeling of compliant mechanisms is performed from virtual experiments based on factorial- and space-filling design of experiments -- The procedure is used to model the quasi-static behavior of the HexFlex compliant mechanism -- The HexFlex is a parallel compliant mechanism for nano-manipulation that allows six degrees of freedom of its moving stage -- The meta-model of the HexFlex is calculated from experiments with the Finite Element Method (FEM) -- The obtained meta-model for the HexFlex is linear for the range of movement of the mechanism -- The accuracy of the meta-model was calculated conducting a set of computer experiments with random uniform distribution of the input forces -- Three criteria were calculated in each displacement direction (x, y, z, θx, θy, θz) comparing the meta-model prediction with respect to the results of the virtual experiments: 1. maximum of the absolute value of the error, 2. relative error, and 3. root mean square error -- The maximum errors were founded adequate with respect to demanding manufacturing tolerances (absolute errors) and lower than errors reported by other authors (relative errors)

“La mecánica de materiales es la rama de la mecánica que se encarga del estudio de los efectos internos del esfuerzo y la deformación en un cuerpo sólido que está sometido a una carga externa. El esfuerzo se encuentra asociado con la resistencia del material del que está hecho el cuerpo, mientras que la deformación es una medida de la elongación (cambio en tamaño y forma) que experimenta éste” Hibbeler3. Temas como el esfuerzo, la deformación, propiedades mecánicas, concentradores de esfuerzo, carga axial, elementos finitos, etc. Son, entre otros, los que desarrollaremos en este proyecto investigativo, acogiendo los postulados enunciados en los manuales de ingeniería. La generación de diseño de nuevas tecnologías de la información y la comunicación en la estructuración y selección de los modelos matemáticos computarizados que agilicen los cálculos y la solución de problemas sobre manejo a placas, mediante el análisis de elementos finitos, son básicos en la aplicación de materiales de ingeniería. De ahí la importancia de conocer la incidencia de los factores que se han de tener en cuenta al realizar un estudio ingenieril, y las aplicaciones tecnológicas que coadyuvan a la celeridad y eficiencia en los cálculos y diseños metodológicos.

Les micropièces sont des pièces ou des structures qui ont des dimensions dans le domaine submillimétrique et sont très utilisées dans les dispositifs électroniques et micromécaniques -- Lors de leur fabrication il faut tenir compte d’un certain nombre de particularités dans leur comportement liés au changement d’échelle, appelés effets de taille -- Le premier objectif de ce travail de master est de valider une approche numérique proposée dans le cadre de la thèse de doctorat de BONNET [1] en faisant des mesures expérimentales pour comparer les résultats -- Le deuxième objectif consiste en avancer l’implémentation d’une autre approche numérique dans le code d’éléments finis ABAQUS® pour simuler un comportement plastique -- Dans un premier temps, une campagne d’essais expérimentaux a été menée pour obtenir des éprouvettes avec une épaisseur submillimétrique et une taille de grains moyenne de quelques millimètres -- Ceci, pour être sûr que les effets de taille seraient présentés -- Dans un deuxième temps, des essais expérimentaux en traction sont réalisés sur les éprouvettes préparées -- Sur ces éprouvettes sollicitées, des mesures de l’évolution des orientations cristallographiques et de la topographie sont faites -- Parallèlement, une modélisation numérique d’un essai de traction est mise en œuvre en utilisant la routine implémentée par BONNET [1] -- Finalement, les résultats obtenus avec les méthodes expérimentales et numériques sont comparés et analysés pour parvenir à un premier ensemble de conclusions

This project presents an Automatic Computational Fluid Dynamics (CFD) analysis method for shape optimization of an aerodynamic profile -- It begins with an overview of basic concepts on shape optimization, geometry parameterization and objective functions -- It continues with an introduction to the current status of CFD simulation software and types of solvers -- Then expands to optimization based on CFD analysis -- Following, a CFD-based method to optimize aerodynamic profiles under certain restrictions and scenarios is proposed -- Finally, the code implemented to automatically modify a profile bound by a set of control points based on CFD analysis is described -- The project was developed entirely at the EAFIT University’s Applied Mechanics Laboratory in Medellin, Colombia and is part of a collaboration effort in companionship with the University of Aberta in Canada and Los Andes University in Bogota, Colombia

El presente trabajo ilustra el proceso de diseño de una estructura autoportante que hará las veces de pozo de ascensores hidráulicos principalmente para personas con movilidad reducida, los cuales tendrán una capacidad máxima de 350 kg. y una velocidad entre 0.1 y 0.2 m/s -- Para llegar a la solución final se hace una investigación sobre los diferentes tipos de estructuras existentes en el mercado colombiano y mundial, luego de analizar las diferentes formas y geometrías se presentará una idea de la estructura que se desarrollará en Coservicios y se realizarán los respectivos cálculos, planos y además un prototipo a escala real, el cual se utilizará para hacer las pruebas necesarias en pos de futuras mejoras

La propuesta del diseño y construcción del banco de pruebas para un motor de Renault Twingo, es un proyecto que nace de la necesidad de algunos profesores de la universidad EAFIT por crear semilleros o grupos de investigación en el área de mecánica automotriz; siendo este el primer paso para que posteriormente sea implementado un nuevo laboratorio de mecánica experimental automotriz en este mismo plantel -- Por lo tanto se realiza una propuesta de diseño para este sistema, definiendo los términos y condiciones de la construcción -- Se utiliza un motor D7F B700 de Renault Twingo, el cual estaba inoperante e incompleto -- Se realiza la búsqueda y consecución de las piezas y elementos faltantes para su funcionamiento, bajo un esquema de patrocinio con una empresa aseguradora de automóviles -- Posteriormente se realiza el respectivo ensamble del motor y las piezas faltantes y se pone en óptimas condiciones -- Después de diseñar el banco de pruebas y definir los parámetros de construcción, éste es materializado con el apoyo económico de la universidad -- El banco de ensayos esta conformado por una estructura metálica, cuya función principal es soportar el motor -- Tiene un panel de control, donde se pueden observar todas las variables medidas por los instrumentos conectados al motor, tales como la presión del aceite, la temperatura del motor, temperatura del aceite, r.p.m, voltaje, amperaje, las horas totales de funcionamiento; además de esto un switch de encendido y una palanca de aceleración -- La unión de todos los elementos mencionados anteriormente, es decir, la instrumentación, el motor y la estructura, es el producto de un trabajo extenso, tanto teórico como practico, dando así como resultado el banco de pruebas

Este trabajo cuenta con seis capítulos realizados con base en las necesidades creadas mediante el objetivo a cumplir, donde se explican las diferentes herramientas a utilizar para el desarrollo del software. Este software tendrá en su algoritmo implícito el método de elementos finitos para sistemas discretos, obtenido con la minimización de la energía potencial de los elementos cargados. Por medio de esto se obtienen una serie de matrices donde al interactuar unas con otras mediante operaciones básicas (algebra de matrices) se llega a resultados confiables haciendo cumplir las condiciones iniciales o condiciones de frontera del problema que se desea solucionar. Inicialmente se da un breve recuento del algebra de matrices haciendo énfasis en lo estrictamente utilizado para la creación del software, luego se incluye un marco teórico donde se toca la resistencia de materiales, ya que este es el tema base de los problemas a solucionar, con lo cual se da lugar al estudio de vigas y marcos planos desde su definición hasta principales características dando lugar al estudio de los elementos finitos enfocados al análisis discreto propio para la solución del tipo de problemas a estudiar. Conociendo cada uno de los posibles problemas se da inicio con la introducción al lenguaje de programación utilizado denominado Matlab y su posterior aplicación para el cumplimiento del objetivo inicialmente planteado. Con la inclusión del método de elementos finitos a la programación por medio de la plataforma de Matlab se realizó una serie de programas en su totalidad seis donde cada uno tiene una amplia aplicación en lo que respecta a vigas y marcos planos con unidades de sistema internacional y sistema ingles.