Tesis de Maestría - Ingeniería Mecánica
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En esta colección están depositadas las tesis defendidas dentro del programa de la Maestría en Ingenieria Mecanica de la Facultad de Ingeniería Mecánica e Industrial en la UCLV.
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Ítem Acceso Abierto Creación de un modelo de elementos finitos de una viga, su validación numérica y experimental mediante análisis modal(Facultad de Ingeniería Mecánica e Industrial. Universidad Central "Marta Abreu" de Las Villas, 2022-05-31) Cabrera Pérez, Ángel Joaquín; Chagoyen Méndez, César Alberto; Chagoyen Méndez, Ernesto LucianoEl análisis modal experimental y el análisis numérico por elementos finitos se han convertido en las principales técnicas que soportan el estudio de la dinámica estructural. Su combinación permite determinar y mejorar las características dinámicas de las estructuras. En la presente investigación se estudia una viga en voladizo de forma numérica y experimental como caso menos complejo desde el punto de vista del análisis modal experimental. Se crea un modelo físico real y un modelo numérico de la viga. Luego de la experimentación de ambos modelos se obtienen y comparan los modos y las frecuencias de oscilación que es el principal objetivo del trabajo. Se describe el procedimiento experimental del ensayo modal, elaborando una guía para la medición de la viga utilizando el programa LabView con el sistema National Instruments (NI) CDAQ. Finalmente se obtuvieron las principales características dinámicas de ambos modelos con buena aproximación. Por lo que este procedimiento puede ser empleado en estructuras más complejas como puentes, pasarelas y diversas estructuras.Ítem Acceso Abierto Procedimiento para la modelación y análisis estructural por el método de los elementos finitos de un domo geodésico para tapa de tanques de almacenamiento de combustible(Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas. Facultad de Ingeniería Mecánica e Industrial. Departamento de Ingeniería Mecánica, 2018) Pérez Gutiérrez, Conrado A.; Campos Pérez, Yamil; Alfonso Blanco, RicardoUn domo geodésico es una malla de barras y nodos dispuestos según las aristas y vértices de un poliedro inscrito en una superficie que puede presentar forma de esfera, parábola o elipse. A partir de conocerse las ventajas de este tipo de estructura han sido ampliamente usadas en diferentes construcciones como: viviendas, oficinas comerciales, invernaderos, stand de ferias, techos fijos de tanques de almacenamiento de combustible, entre otras. Muchos investigadores han estudiado la modelación y geometría de los domos geodésicos. El enfoque y objetivo del presente trabajo es presentar, a partir de la revisión y recopilación de informaciones de varias investigaciones, un procedimiento para el diseño de un modelo alámbrico de un domo geodésico esférico para techos fijos de tanques de almacenamiento de combustible y su posterior análisis estructural por el método de los elementos finitos. En el trabajo se exponen de forma detallada dicho procedimiento y las expresiones geométricas empleadas. Finalmente, fue elaborado un programa computacional con la finalidad de apoyar las expresiones matemáticas y el procedimiento descrito en el trabajo y así disponer de una herramienta computacional para la generación del modelo alámbrico de un domo geodésico esférico para tapa de tanques de almacenamiento de combustibles.Ítem Acceso Abierto Acero para blindaje: microestructura y dureza en función del tratamiento térmico(Universidad Central "Marta Abreu" de Las Villas, 2015-06-20) Yacobet Benitez, María Isabel; Fernández Fuentes, Alfonso RafaelSe presenta un estudio sobre el comportamiento de la microestructura y la dureza del acero 30XГC y del acero 30CГM con temple y revenido bajo en muestras procedentes de diferentes lotes, con el objetivo de determinar la homogeneidad de estas variables en el espesor de cada muestra, así como la variable tiempo para el acero de medio carbono y baja aleación, empleados para blindaje. Aplicando la microscopía óptica y el ensayo de dureza Vickers, se determió que los lotes de acero 30XГC y los del sistema 30CГM, estudiados no muestran diferencias en cuanto a la dureza y la microestructura de cada muestra, aunque sí se aprecian diferencias entre muestras.Ítem Acceso Abierto Evaluación del desempeño operacional y frente al desgaste erosivo de un aporte R-FeCr convertido en aporte por SMAW(Universidad Central "Marta Abreu" de Las Villas, 2015-07-20) García Hernández, Alexis; Cruz Crespo, AmadoEn el presente trabajo se aborda un estudio sobre el desempeño de un aporte oxiacetilénico R-FeCr convertido en aporte por arco eléctrico E-FeCr, con el objetivo de utilizarlo en la restauración de elementos sometidos a desgaste erosivo, en particular las hélices de un tornillo extrusor de cerámicas. Se detalla la influencia de la corriente de soldadura en el comportamiento técnico – operativo y propiedades del depósito (rendimiento real, estabilidad de funcionamiento, metalografía y dureza del depósito) del consumible modificado, debido a la necesidad de incrementar la productividad en el recubrimiento superficial de las hélices y disminuir deformaciones, sin reducir las propiedades del metal depositado. Se evalúa además, mediante un diseño de experimentos, la influencia de la corriente de soldadura (80A; 100A; 120A) y el ángulo de incidencia de la partícula (15°; 45°; 90° ) sobre el coeficiente de desgaste erosivo del aporte, utilizando para ello un dispositivo desarrollado para el ensayo de materiales a erosión seca. Para valorar la durabilidad de los depósitos, el estudio de erosión se realiza tomando como referencia el material original de las hélices del extrusor. Se concluye que el electrodo con recubrimiento aplicado presenta un adecuado desempeño operativo, posibilitando obtener depósitos por SMAW, propios para enfrentar el desgaste erosivo con un 70 % de durabilidad en relación con el material de referencia.Ítem Acceso Abierto Estimación de propiedades mecánicas de aceros hipoeutectoides Utilizando técnicas de procesamiento digital de imágenes obtenidas a través de un microscopio óptico metalográfico(Universidad Central "Marta Abreu" de Las Villas, 2012-12-20) Rodríguez Rojas, Oliver Gustavo; Duffus Scott, Alejandro Baldomero; Martínez Jiménez, Boris LuisEl presente trabajo aborda el tema de la estimación de propiedades mecánicas de aceros hipoeutectoides utilizando técnicas de procesamiento digital de imágenes obtenidas a través de un microscopio óptico metalográfico. En el mismo, primeramente, se expone el marco teórico referencial relacionado con el procesamiento digital de imágenes, demostrándose la no existencia de software de dominio público para ello. Sin embargo se constató la aplicabilidad del software libre Image J, dedicado al campo de la medicina, en esta investigación. En este sentido, se elaboró un procedimiento para la utilización de este programa en la determinación de los porcientos de perlita y ferrita en muestras de aceros hipoeutectoides. en estado normalizado o recocido, así como su contenido de carbono. En una segunda etapa del procedimiento se utilizan los resultados obtenidos del porciento de perlita para estimar la resistencia a la tracción (σB), y con ella la dureza (HB), el límite de fluencia (σF), el límite de fatiga (σ-1), y el grado de endurecimiento (ΔOp) de los aceros estudiados. Por último, se demuestra como los resultados obtenidos con la aplicación del procedimiento elaborado, están en correspondencia con los establecidos por la base de datos Matweb, para estos aceros.Ítem Acceso Abierto Optimización multicriterial aplicada al diseño de engranajes cilíndricos metálicos de dientes oblicuos(Universidad Central "Marta Abreu" de Las Villas, 2014-07-20) Palli Pérez, Osmany; Moya Rodríguez, Jorge Laureano; Machado Rodríguez, Ángel SilvioEl siguiente trabajo trata sobre la optimización multicriterial de los engranajes cilíndricos metálicos de dientes oblicuos de perfil de evolvente, variando los parámetros geométricos que determinan el perfil del diente como: la corrección de altura, el ancho, el ángulo de la hélice del diente, entre otros, para elevar su resistencia a la picadura y a la flexión simultáneamente; además se equipara el desgaste en ambas ruedas dentadas. Se crea un procedimiento para el cálculo de los parámetros geométricos de los engranajes cilíndricos de dientes oblicuos, utilizando la Inteligencia Artificial específicamente un Algoritmo Genético. Primero se hace un estudio de la información documental con respecto a las diferentes fallas que se presentan en los engranajes cilíndricos de dientes oblicuos, destacando las principales, ya que a partir del conocimiento de estas fallas se puede diseñar un producto que las resista o prevenga, evitando así la pérdida directa o indirecta de bienes económicos. Por otra parte se hace un estudio de las diferentes normas de cálculo, para seleccionar una, con la cual realizar los cómputos en MATLAB, donde en dicho software se le introducen las variables y las funciones objetivos para obtener las variables optimizadas. A partir de éstos se crea una metodología y una interfaz capaz de viabilizar los cálculos y agrupar las tres funciones objetivos en una sola.Ítem Acceso Abierto Diseño de una nueva prótesis de rodilla externa de mediana complejidad(Universidad Central "Marta Abreu" de Las Villas, 2011-06-20) Vazquez Roa, Vairon; Moya Rodríguez, Jorge Laureano; Campos Pérez, YamilNo poseeÍtem Acceso Abierto Propuesta de una Metodología para establecer la transferencia tecnológica que permita una mejor explotación y aplicación de las prestaciones del Proyector de Perfiles PJ-H3000(Universidad Central "Marta Abreu" de Las Villas, 2012-07-20) Lara Blanco, Isol Hailet; Ballesteros Horta, Roberto Luis; Coello Machado, Norge IsaíasEn el laboratorio de Metrología del Taller de Máquinas Herramientas del Departamento de Mecánica del IUT RC ―Dr. Federico Rivero Palacio‖, no existe una metodología adecuada para utilizar o explotar las posibilidades y flexibilidad existentes, que ayude a identificar las características y propiedades metrológicas de los equipos que debido a su complejidad, diversidad y difícil interpretación no facilita su apropiado uso. Se presenta la propuesta de una metodología, con una planificación de actividades necesarias para lograr la transferencia tecnológica del Proyector de Perfil PJ-H3000F y generalizar sus aplicaciones sobre la base del acceso a la información de la señal que brinda la misma.Ítem Acceso Abierto Material de aporte para el relleno de anillos sincrónicos de las cajas de velocidades del camión ZIL 130 y 131(Universidad Central "Marta Abreu" de Las Villas, 2011-07-20) Wolpes Díaz, Humberto; Herrera Artiles, Arnaldo ManuelCon este trabajo se propuso una alternativa práctica y fundamentada para la recuperación de los conjuntos sincrónicos de las cajas de velocidades de los camiones ZIL 130 Y 131 de procedencia rusa, que luego de un largo período de explotación presentaron desgaste en el anillo nsertado compuesto por aleación de cobre. Es una pieza importante en el funcionamiento del mecanismo y compleja por estar constituida por dos materiales básicos, acero en el cuerpo y aleación base cobre en el anillo que fricciona con los engranes de acero seleccionados para igualar as revoluciones y facilitar el cambio de marcha. Esta pieza tiene vida remanente en el cuerpo y se aprovechó la parte de latón que tiene desgaste, transformándola en material de aporte para relleno, o que posibilitó volver a utilizar los sincrónicos defectuosos que se repararon y que durante años se han acumulado, sin gastos elevados ni dependencia de suministradores con el ahorro significativo que esto representó. De esta forma la Empresa Militar Industrial (EMI) “Coronel Francisco Aguiar Rodríguez”, de Sancti Espíritus, que ejecuta la reparación y reconstrucción de la ínea de camiones ZIL 130 y 131 correspondiente a la técnica militar de transporte, pudo dar solución adecuada a esta problemática, ya que el proceso de recuperación que empleaba para eliminar mediante relleno el desgaste que presentaba el anillo del sincrónico, no dio resultados satisfactorios. Por eso constituyó una tarea seleccionada dentro del Programa “Triunfo”.Ítem Acceso Abierto Estudio comparativo del fundente fundido CIS-F10 granulado en agua y con aire(Universidad Central "Marta Abreu" de Las Villas, 2010-07-20) Álvarez Valdéz, Marilene; Gómez Pérez, Carlos René; Pérez Pérez, DanielEn el presente trabajo se realiza un estudio de la influencia de la forma de los granos del fundente fundido CIS-F10, tanto granulado con aire como en agua, sobre la geometría de los cordones de soldadura y sus propiedades. Para ello se realiza un análisis morfológico de los granos del fundente CIS-F10, sus densidades, la fluidez que presentan durante su apilamiento, las diferencias entre la cantidad de aire intergranular, durante su deposición sobre las piezas a soldar y su comportamiento higroscópico. La aplicación de estos procedimientos de estudio de materiales evidencia que el fundente granulado con aire (partículas esféricas constituyen el 79,2 %) produce una diferencia relativa superior de la fluidez (34 %) y del ángulo de talud (28,8 %), presentando un menor (28,2 %) volumen relativo de aire intergranular, respecto al fundente granulado en agua, con una disminución de la pendiente de crecimiento de la curva de humectación. Estos aspectos producen una mayor penetración (8 %) de soldadura y un menor ancho medio (17 %) de la zona de afectada térmicamente, aunque no se evidencian diferencias en las propiedades metalográficas, ni mecánicas (< 1 %), en las uniones soldadas. La escoria formada en ambos casos es de configuración geométrica constante (espesores 4 mm y anchos 25 mm) con una razón de consumo de fundente de 0,64.Ítem Acceso Abierto Fabricación de Boquillas de Quemadores de Alta Durabilidad(Universidad Central "Marta Abreu" de Las Villas, 2006-07-20) Chevalier Agüero, Germán; Coello Machado, Norge IsaíasEste trabajo da respuesta a uno de los problemas energéticos nacionales más importantes de nuestros tiempos, ya que más del 50% del combustible que se consume en Cuba se destina a la combustión y toda mejora en este sentido se ve multiplicada a lo largo del País. Su campo de acción esta estrechamente vinculado con la eficiencia de los sistemas de combustión y toca de manera directa la fabricación y explotación de boquillas de quemadores en Cuba. El trabajo se apoya en la elaboración de tecnologías de identidad nacional para la fabricación de boquillas de quemadores, que incorporan las características positivas de las boquillas del primer mundo, tiene en cuenta las particularidades de los combustibles que aquí se consumen y profundiza en las condiciones de explotación en la industria, para garantizar la mejora constante de la calidad y durabilidad de estos productos. La necesidad de una referencia actualizada procedente del primer mundo llevó a transitar desde un inicio simultáneamente por tres caminos: 1-El estudio de los prototipos de boquillas importadas, de altísimo precio en el mercado mundial, aplicando las técnicas de ingeniería inversa en los laboratorios. 2-La profundización en la bibliografía técnica y materiales actualizados sobre los distintos temas que se abordan en estas tecnologías. 3-Valoración crítica de las insuficiencias que presentaban las boquillas en explotación apartir de los diagnósticos de fallas, comprobados en el terreno nacional y la búsqueda de las causas posibles que originaron estas fallas. Con estos criterios se pudo considerar ¿Qué propiedades eran suficientes? Y ¿Cuales debían ser aumentadas? Apartir de estas interrogantes se asumieron las tecnologías y sus modificaciones para lograr resultados equivalentes en una primera etapa y superiores totalmente en una segunda etapa a las de las boquillas importadas. Se proyectaron y realizaron un conjunto de ensayos de laboratorio y pruebas en la industria que permitieron concretar los valores de los parámetros tecnológicos más importantes e introducirlos luego de manera inmediata y con excelentes resultados en los procesos industriales. Todos estos resultados técnicamente bien fundamentados han sido tomados en cuenta por los distintos niveles técnicos y políticos del país para considerarlo como “el nacimiento de tecnologías nacionales para la fabricación de boquillas de quemadores de alta durabilidad.” El trabajo cuenta con el reconocimiento otorgado por el CITMA como “Logro científico técnico anual” por el aporte económico en la provincia Villa Clara y”Logro del quinquenio 91 -95”, el aval de presentación en gran número de eventos nacionales e internacionales y el primer lugar nacional en el 5º FORUM DE CIENCIA Y TECNICA.