DISEÑO DE MAQUINAS

Autor: GÓMEZ-FABRA GÓMEZ MIQUEL.
Año: 2004.
Universidad: POLITECNICA DE VALENCIA.
Centro de lectura: Dep. Expresion Grafica en la Ingenieria.
Centro de realización: Universidad Politécnica de Valencia.

Resumen: Esta tesis estudia algunos momentos históricos del dibujo de ingeniería, o ingeniería gráfica, considerada como un instrumento que ha contribuido, junto a otros, de manera fundamental en el desarrollo de la tecnología. Mientras que la aportación de Dürer (1471-1528) enlaza con el arte y la artesanía, Ramelli (1531-1608) es el paradigma de una época, abundante en guerras, en la que los dibujos se empiezan a utilizar con la finalidad de divulgar los conocimientos técnicos. Monge (1746-1818), en cambio, representa una época en la que el dibujo ya es un recurso para explorar ideas técnicas nuevas (infraestructuras, artefactos, etc.). Con Monge se asiste a la primera experiencia de formación técnica superior sistemática, auspiciada por los poderes públicos. Sutherland (1938) incorpora, en 1963, el dibujo a la emergente informática y los cambios que, desde entonces, han sucedido nos obligan a la reflexión y a la discusión.

Autor: ZANZI CLAUDIO .
Año: 2004.
Universidad: NACIONAL DE EDUCACION A DISTANCIA.
Centro de lectura: E.T.S. INGENIEROS INDUSTRIALES.

Resumen: En esta Tesis Doctoral se han estudiado las transmisiones de engranajes rectos y frontales, aplicando las técnicas de la transformación homogénea para la generación de superficies, el análisis del contacto para la obtención de la zona de contacto, y el método de los elementos finitos para la evaluación de los niveles de tensión. A excepción de este último, se trata en definitiva del empleo de los métodos y técnicas de síntesis y análsis cinemáticos a la generación de las superficies de los dientes y al análisis del contacto entre ellas. Habiéndose demostrado que la localización del contacto y prediseño de una función de errores de transmisión parabólica permiten estabilizar el contacto y reducir el nivel de ruido y vibraciones, estas dos soluciones han sido empleadas en este trabajo para generar un piñón con superficies abombadas, tanto longitudinal como transversalmente, fabricado por un disco de corte o rectificado. La práctica existente para el rectificado del piñón presenta el inconveniente de eliminar el material de la superficie de manera no uniforme a lo largo del perfil, lo cual puede producir un tamaño no uniforme de las elipses de contacto y, en presencia de desalineaciones, una desviación del camino de contacto desde su orientación original hacia el borde del diente. A fin de reducir estos dos efectos, se han desarrollado un modelo avanzado para el proceso de generación del piñón, que consiste en girar el plano que contiene la trayectoria del funcionamiento de las transmisiones de engranajes rectos y frontales, desarrollando un análsiis numérico que proporciona un diseño para el que la sensibilidad a las desalineaciones sea mínima. La teoría propuesta se presenta mediante ejemplos numéricos para las dos transmisiones consideradas, poniéndose de manifiesto los buenos resultados logrados con el empleo del piñón con geometría modificada. Aplicando el modelo de rectificado propuesto en transmisiones de engranajes rectos, se obtiene un menor desplazamiento de la zona de contacto en presencia de desalineaciones y un tamaño uniforme de las elipses de contacto a lo largo del perfil. Estos resultados han permitido deseñar una transmisión con sensibilidad reducida frente a los errores de alineación y fabricación, tensiones de flexión y contacto menores y bajo nivel de ruido y vibraciones. También se ha desarrollado un modelo numérico de síntesis local para calcular los parámetros de abombamiento necesarios para obtener un tamaño de las elipses de contacto determinado. A continuación se aborda el estudio de la utilización del piñón con doble abombamiento en transmisiones de engranajes frontales, cuyo objetivo principal consiste en evitar el contacto en el borde de la cabeza del diente de la rueda, que puede provocar un fuerte aumento de las tensiones de contacto y, consecuentemente, problemas de resistencia. Se ha investigado la influencia del doble abombamiento del piñón sobre la zona de contacto, demostrándose que esta práctica permite un mejor control de la orientación y posición del camino de contacto, y que, a través del método de rectificado propuesto, se consigue eliminar el contacto en el borde de la cabeza de la rueda, aun en presencia de errores de alineación. Además, tal y como se ha logrado para transmisiones de engranajes rectos, es posible reducir, también en este caso, la sensibilidad frente a las desalineaciones.

Autor: VEGA MONTILLA DOMINGO LUIS.
Año: 2003.
Universidad: ZARAGOZA.
Centro de lectura: CENTRO POLITÉCNICO SUPERIOR.
Centro de realización: CENTRO POLITÉCNICO SUPERIOR.

Resumen: La tesis desarrolla la modelización y seguimiento del flujo de la información, generada durante el desarrollo de un prototipo industrial. La modelización parte de la revisión concienzuda de los datos, documentos, informes, etc., que se utilizan y transforman en el transcurso de los procesos productivos del prototipo. Para el desarrollo del modelo, la codificación y evaluación de las tareas se empleó la metodología IDEFO y el Sistema Integrado de Categoría Universales. El seguimiento del flujo de información se hace a través de una herramienta informática basada en un portal web. En la práctica el modelo sugerido representa de forma visual, objetiva y trazable los procesos dinámicos de la comunicación y de difícil gestión en las organizaciones. La metodología reduce los problemas de coordinación, debido a la puesta en descubierto de actividades o tareas dependientes o interdependientes, de sus ejecutores, así como de la documentación requerida para su realización. De esta forma se facilita la consecución, evaluación y mejora de los objetivos planificados con la realización de los métodos desarrollados en la Organización.

Autor: ALBELDA VITORIA JOSÉ.
Año: 2003.
Universidad: POLITECNICA DE VALENCIA.
Centro de lectura: Dep. Ingenieria Mecanica y de Materiales.
Centro de realización: Universidad Politécnica de Valencia.

Resumen: El objeto de la presente Tesis es el estudio, desarrollo y comparación de metodologías modales aplicadas al análisis acústico de silenciadores de escape. Como resultado, se ha presentado una nueva metodología híbrida de análisis acústico de silenciadores basada en métodos modales multidominio que combina las técnicas de ajuste modal, síntesis de componentes modales y el método de los elementos finitos. En primer lugar se compararon el método de ajuste modal y uno propuesto en este trabajo basado en el método de superposición modal multidominio con base natural. El resultado de la comparación muestra que el método de ajuste modal presenta características algo mejores en cuanto a convergencia y estabilidad de la solución. Por ello el estudio continuó mediante el desarrollo del método de ajuste modal. Para la resolución del problema acústico mediante el método propuesto el silenciador se considera subdividido en tramos o subdominios de sección constante, pudiendo existir o no flujo medio uniforme en la dirección axial. Se utiliza la técnica de ajuste modal para establecer la continuidad requerida entre estos subdominios. Esta metodología parte de la solución modal en presión del problema acústico en cada tramo a partir de una expansión con modos de propagación que son los asociados a un dominio de longitud infinita. A continuación se impone de forma débil la continuidad de presiones y sus derivadas en las secciones transversales de conexión de los tramos. En la presente Tesis se ha propuesto una metodología que permite formular las ecuaciones asociadas de forma sistemática a partir de la definición del silenciador mediante un grafo. Para la obtención de los modos de propagación en cada elemento del silenciado se ha presentado una metodología de síntesis de componentes modales que permite calcular los modos de la sección transversal completa de cada tramo.

Autor: DENIA GUZMÁN FRANCISCO DAVID.
Año: 2003.
Universidad: POLITECNICA DE VALENCIA.
Centro de lectura: Dep. Ingenieria Mecanica y de Materiales.
Centro de realización: Universidad Politécnica de Valencia.

Resumen: Esta Tesis se centra en el desarrollo de métodos eficaces de diseño acústico de silenciadores de escape, en base a herramientas de tipo analítico y numérico. La problemática asociada al ruido emitido por el parque vehicular ha adquirido una gran importancia en los últimos años debido a la creciente preocupación por la degradación medioambiental, motivo por el que existe un gran incentivo respecto a la definición de técnicas de cálculo rápidas y fiables, con resultados aceptables hasta frecuencias relativamente elevadas. Por ello, se realiza una revisión de los modelos tradicionales de onda plana y la representación matricial asociada. Dichos modelos se han aplicado durante las últimas décadas a la predicción del comportamiento acústico de silenciadores de escape, pero las limitaciones y deficiencias encontradas en esta metodología justifican la necesidad de disponer de herramientas de modelado tridimensional, válidas en un mayor rango de frecuencias y para geometrías de silenciador sin dimensiones predominantes. En primer lugar se considera el método de elementos finitos, que es aplicado a la resolución de la ecuación de ondas convectiva, es decir, con medio de propagación en movimiento. Se presenta la formulación en presión y en potencial de velocidad, esta última especialmente adecuada cuando el campo de flujo medio no es uniforme. Se trata en detalle el modelado de componentes perforados en el interior del silenciador y su interacción con el flujo medio, aspecto que presenta deficiencias importantes en los programas comerciales. También se analiza el efecto de ciertas condiciones de contorno en la predicción de la atenuación acústica del silenciador. De igual manera, se lleva a cabo el desarrollo una técnica de refinamiento h-adaptativo con el fin de obtener mallas con un error controlado para diversos modos y frecuencias naturales considerados simultáneamente. El método de elementos finitos presenta ciertos inconvenientes relacionados con su alto coste .

Autor: FERNÁNDEZ DE BUSTOS IGOR.
Año: 2003.
Universidad: PAIS VASCO.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.
Centro de realización: ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS DE BILBAO.

Resumen: La síntesis cinemática dimensional de mecanismos es un problema de alta complejidad, que se ha tratado de resolver desde gran diversidad de enfoques. Entre estos, una gran mayoría son aplicables únicamente a mecanismos concretos, y no excesivamente complejos. Otros son de aplicación general, pero se basan en una configuración inicial que se optimiza, provocando en la mayoría de los casos una fuerte dependencia entre la calidad del resultado y el punto de partida. En este trabajo se presenta un estudio de la aplicación de los Algoritmos Genéticos a la resolución de problemas de síntesis cinemática dimensional de mecanismos, desde un punto de vista general, presentando una formulación aplicable a cualquier mecanismo y para distintos objetivos de la síntesis. Frente aotras aplicaciones de algoritmos similares, también se introducirá el concepto de mínima distancia al objetivo de síntesis, en la que el valor del elemento de entrada se resuelve automáticamente para cada posición, eliminando por tanto la dependencia del conocimiento previo de este valor. Se presentarán también unas aportaciones al método de análisis empleado como base para la función de error, que permiten aumentar su flexibilidad y velocidad de convergencia. Se han realizado además varias modificaciones de los algoritmos de resolución de ecuaciones lineales basados en la descomposición en matrices triangulares que permiten su aplicación a la resolución de sistemas semidefinidos, devolviendo el subespacio completo de soluciones sin un incremento de coste computacional.

Autor: BUENO ZABALO RICARDO.
Año: 2003.
Universidad: NAVARRA.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.
Centro de realización: ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS.

Autor: AISA ARENAZ JORGE.
Año: 2002.
Universidad: ZARAGOZA.
Centro de lectura: CENTRO POLITÉCNICO SUPERIOR.
Centro de realización: CENTRO POLITÉCNICO SUPERIOR.

Resumen: La inyección secuencial de termoplásticos es una técnica que afronta el problema de las lineas de unión en el molde. En la tesis se realiza, a partir de un trabajo previo con herramientas de simulación, la fabricación de un componente por inyección convencional y secuencial bajo distintos parámetros, presentando valores comparados de: * Presión hidráulica. * Integral de presión en tres puntos del molde. * Peso y dimensiones. * Tensiones residuales. * Valores característicos del ensayo de tracción. Las conclusiones presentan aspectos característicos del trabajo en inyección secuencial y abren posibilidades de trabajo en nuevas técnicas (sobremoldeado decorativo).

Autor: AGUIRREBEITIA CELAYA JOSU.
Año: 2002.
Universidad: PAIS VASCO.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.
Centro de realización: ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS UPV/EHU.

Resumen: Se presenta un método para la planificación del movimiento de sistemas multicuerpo con cualquier nivel de redundancia en grados de libertad. Para ello se plantea por una parte un nuevo procedimiento para la elusión de obstáculos, basado en un campo de fuerzas repulsivas aplicado a un modelo del sistema anticuerpo. Se trata de una nueva extensión de los conocidos métodos basados en campos de potencial artificial. Por otro lado, se desarrolla un nuevo método para la planificación de las trayectorias de los puntos de control del sistema multicuerpo, basado en los mismos métodos de potencial artificial, y que se ha denominado "método de la línea cuasi-geodésica".

Autor: PETUYA ARCOCHA VÍCTOR .
Año: 2002.
Universidad: PAIS VASCO.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.
Centro de realización: ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS DE BILBAO - UPV/EHU.

Resumen: En esta Tesis se ha desarrollado un método de análisis cinemático para la resolución del problema de posición directo en mecanismos planos de varios grados de libertad. Los mecanismos a analizar poseerán cualquier nivel de complejidad, desde los débilmente a los fuertemente acoplados, con pares cinemáticos de rotación y prismáticos. El procedimiento presentado se fundamenta en un enfoque geométrico-iterativo consistente en la realización de construcciones geométricas convergentes hacia la posición real que ocupa el mecanismo en un instante dado. Dichas construcciones imponen, a partir de una secuencia predefinida, las restricciones geométricas que definen al mecanismo. Este procedimiento nuevo y distinto posee carácter general tanto en su planteamiento como en su resolución, consiguiendo de esta forma un alto nivel de automatización. El método no pretende ser únicamente una alternativa a los verdaderamente generales que son los métodos numéricos asistidos por computador. Gracias a la formulación geométrica de las ecuaciones de restricción del mecanismo, resuelve algunos de los problemas que presentan estos métodos mejorando también la eficiencia de éstos. Asimismo, se propone un método sistemático para el análisis de posiciones singulares en mecanismos planos de un grado de libertad a partir del análisis de la matriz geométrica de mecanismo. Para la obtención de dicha matriz, se han utilizado conceptos puramente geométricos y cinemáticos y una sistemática paralela a la construcción de la matriz de rigidez en el Método de los Elementos Finitos. El método propuesto se basa en el hecho de que el número de grados de libertad del mecanismo en cada posición coincide con el orden del supespacio nulo del a matriz geométrica, permitiendo asimismo detectar el tipo de singularidad. Estos procedimienso se han materializado en un programa de computador de desarrollo propio.

Autor: UNZAGA BARAÑANO JOSU ERRAIMUNDA.
Año: 2002.
Universidad: PAIS VASCO.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.
Centro de realización: ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS UPV/EHU.

Resumen: El Diseño Industrial es una actividad ligada al desarrollo de productos, y una forma cultural que intenta profundizar en la manera en que se produce la relación de las personas con los objetos. Esta relación debe ser entendida desde diferentes puntos de vista, ya sean los ligados a la forma de uso, a los trasmisores de la tecnología del producto, a la cultura de la empresa que los fabrica o de la sociedad que los compra. El presente trabajo trata de establecer una serie de criterios relacionados con la aplicación del Diseño Indutrial a la Máquina Herramienta, criterios que afectarán a la metodología a seguir, a la forma de implicación de las diferentes partes y a la filosofía con la que debe de afrontarse un producto de este tipo. Comienza el presente estudio con un repaso a la evolución del Diseño Industrial, aplicado a este tipo de productos desde los comienzos de su fabricación, hasta las últimas ediciones del Premio Nacional de Diseño de Máquina Herramienta. El entrono geográfico considerado es España, si bien el País Vasco y su entorno más próximo representan a la práctica totalidad de las empresas de este sector industrial. El estudio prosigue con una breve reflexión sobre las aportaciones del Diseño Industrial a nuestros productos y nuestra cultura empresarial y social. La concepción de los productos, explicada secuencialmente, con su metodologia, de forma gráfica y apoyada en ejemplos de productos reales, nos permite entender la evolución del proceso de trabajo y comprender los resultados alcanzados. Un grupo de conclusiones finales y la propuesta de líneas futuras de investigación, son el colofón al trabajo.

Autor: GALÁN FERNÁNDEZ JOSÉ MANUEL.
Año: 2002.
Universidad: SEVILLA.
Centro de lectura: ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS.
Centro de realización: ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS DE SEVILLA.

Resumen: Las ondas elásticas guiadas en elementos estructurales (tuberías, placas, etc.), están siendo utilizadas en la actualidad para desarrollar técnicas de ensayo, no destructivo de largo alcance como alternativa rápida y eficiente a las técnicas ultrasónicas clásicas, que existen una inspección punto a punto de la estructura. En esta Tesis se presentan herramientas numéricas, basadas en el Método de los Elementos de Contorno y el Método de los Elementos Finitos en el dominio de la frecuencia, para el estudio de la propagación y difracción de ondas guiadas planos en placas laminadas formadas por varias capas de materiales isotropos, elásticos o viscoelásticos. Dichas técnicas se han comparado de forma muy satisfactoria con una serie de medidas experimentales de transmisión y reflexión en uniones por solapa de placas de acero. Además, se proporcionan resultados que permiten cuantificar la profundidad de un defecto oculto en placas con recubrimientos viscoelásticos, empleando configuraciones de reflexión o transmisión.

Autor: COLOMINA FRANCES FRANCISCO JAVIER.
Año: 2002.
Universidad: POLITECNICA DE VALENCIA.
Centro de lectura: ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR.
Centro de realización: ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS INDUSTRIALES.

Resumen: La consecución de modelos cada vez más perfeccionados en el campo de la ingeniería del transporte es uno de los objetivos preferentes en el diseño de los vehículos comerciales, dada la necesidad creciente de mejorar las características resistentes de los vehículos opitmizando las taras de los mismos con el objeto de reducir los costes de transporte. El objetivo final de la línea de investigación iniciada con esta tesis es establecer una metodología contrastada para analizar el comportamiento de los diversos tipos de elementos estructurales presentes en estructuras de vehículos del tipo remolque y articulados. Se busca profundizar en el procedimiento de análisis de bastidores partiendo del análisis de sus componentes con modelos más ajustados al comportamiento real, ya que son varios los puntos en los que se encuentran incertidumbres en los modelos de análisis uitlizados habitualmente. El presente trabajo se centra, en primer lugar, en una parte experimental que consta del desarrollo de un banco de ensayos universal que posibilita la aplicación de diversos tipos de cargas, de la utilización de un completo sistema de captación basado en extensometría para la monitorización de las tensiones internas a las que está sometido el elemento estructural ensayado en un número determinado de puntos, de la definición de un protocolo de ensayo que permita dicha validación y de la interpretación de los resultados de cada ensayo. En segundo lugar se procede a realizar la calibración del banco y validación experimental, para lo cual se realizan medidas tanto de las fuerzas aplicadas como de las tensiones y desplazamientos generados en el elemento ensayado. Para realizar dicha calibración se modeliza de manera exacta este elemento mediante el método de los elementos finitos (MEF), y se coparan los resultados teóricos con los experimentales. De la correlación entre ambos resultados se obtiene la relación existente entre el modelo teórico y el experimental, mientras que de la variación de dicha correlación entre puntos de medida, se obtiene el error en las medidas. El error obtenido en las medidas engloba tanto los errores inherentes a los captadores y el sistema de adquisición de datos, como al sistema de aplicación de cargas, como a los debidos a la anisotropía del material y otros efectos. Los resultados de este estudio han permitido conocer el error cometido en estos procesos de medición y por consiguiente conocer el proceso más adecuado para realizar la adquisición de los parámetros que dará lugar a la caracterización de los elementos estructurales que constituyen los bastidores de los vehículos comerciales.

Autor: GÓMEZ CRISTÓBAL JOSÉ ANTONIO .
Año: 2002.
Universidad: LA RIOJA.
Centro de lectura: ENSEÑANZAS CIENTÍFICAS Y TÉCNICAS.
Centro de realización: CENTRO DE ENSEÑANZAS CIENTÍFICAS Y TÉCNICAS.

Resumen: Se desarrolla un método de síntesis dimensional óptima de sistemas multicuerpo con restricciones dinámicas, basado en la minimización de una función objetivo de energía potencial elástica mediante un algoritmo de programación cuadrática secuencial. El método puede ser aplicado sobre sistemas multicuerpo constituidos por elementos rígidos, independientemente de la dimensión de su movimiento, de su configuración geométrica y de sus pares cinemáticos, y permite la movilidad de los puntos fijos. A partir de desarrollos previos que resuelven los problemas cinemáticos de velocidad y aceleración, se resuelven aquí los sistemas de ecuaciones que representan el equilibrio dinámico del sistema multicuerpo, y su grandientes respecto de la variables de diseño, que servirán para el cálculo de las matrices hessianas por diferencias finitas. La resolución de los mencionados sistemas de ecuaciones proporciona las expresiones analíticas y los gradientes de los parámetros del problema dinámico que pueden ser impuestos como restricciones en la fase de diseño. Se han desarollado las expresiones correspondientes a las restricciones sobre esfuerzos motores, esfuerzos de salida, fuerzas de restricción entre eslabones, reacciones, masa de eslabones, así como los principales índices de mérito -razón de velocidades angulares, ventaja mecánica y ángulo de transmisión-, para mecanismos con movimiento plano.

Autor: RODENAS GARCIA JUAN JOSE.
Año: 2001.
Universidad: POLITECNICA DE VALENCIA.
Centro de realización: E.T.S. INGENIEROS INDUSTRIALES.

Resumen: Los procesos de optimizacion de forma en componentes mecanicos requieren que la informacion de los gradientes (sensibilidades) de las magnitudes de interes este calculada con suficiente precision. En este sentido, en esta tesis,ha sido desarrollado un estimador del error de discretizacion en el calculo de sensibilidades de forma mediante el metodo de los elementos finitos. Se han propuesto asi mismo un procedimiento automatico de analisis, basado en el estimador desarrollado, que permite la obtencion de soluciones con error en sensibilidades inferior al especificado por el analista. El estimador de error desarrollado puede ser considerado como una extension del estimador de error en norma energetica propuesto por Zienkiewicz y Zhu para su aplicación a la estimacion del error de discretizacion en el analisis de sensibilidades de forma, tanto a nivel global como local. A traves del analisis de los errores de discretizacion en sensibilidades y en norma energetica se ha desarrollado una expresion que relaciona ambos a traves de una constante. Esta relacion justifica que, sobre todo a nivel global, el comportamiento del estimador de error en sensibilidades propuesto sea similar al del estimador de error en norma energetica. La relacion entre ambos errores ha sido clave en el desarrollo de un procedimiento numerico que permite valorar la calidad de las tecnicas de obtencion del campo de velocidades utilizado en el analisis de sensibilidades. El metodo de triangulacion de dominio ha sido seleccionado a traves de dicho procedimiento como el mas adecuado para el mallador utilizado. El estudio de los procedimientos de reconstruccion del campo de tensiones basados en la tecnica SPR que se ha realizado ha permitido el desarrollo de una modificacion de esta, denominada tecnica SPR-R, que posibilita que, en los nodos del contorno del componente, el campo de tensiones reconstruido cumpla exactamente con las restricciones de tesion impuesta. A traves de esta tecnica, de reducido coste computacional, se ha conseguido mejorar notablemente la estimacion de error de discretizacion en norma energetica en los elementos del contorno del componente. La tecnica ha sido tambien utilizada para obtener el campo reconstruido de derivadas de tensiones con respecto a las variables de diseño, presente en la expresion del estimador de error de discretización en sensibilidades, consiguiendo de esta forma mejorar tambien el comportamiento de este estimador en dichos elementos.

Autor: GINER MARAVILLA EUGENIO.
Año: 2001.
Universidad: POLITECNICA DE VALENCIA.
Centro de realización: E.T.S. INGENIEROS INDUSTRIALES.

Resumen: El Metodo de los Elementos Finitos (MEF) ha sido y es uno de los procedimientos numericos mas utilizados parala estimacion de parametros caracterizantes en Mecanica de la Fractura. En el caso de la Mecanica de la Fractura Elastico-Lineas(MFEL), existe una gran cantidad de metodos que permiten estimar el factor de intensidad de tensiones k (o equivalentemente, la tasa de liberacion de energia G) a partir de un analisis de elementos finitos (EF). Debido al carácter aproximado de la solucion de EF, todos los metodos de extraccion de K o G transfieren, en mayor o menor medida, el error de discretizacon propio del MEF al valor buscado de K o G. El objetivo de esta Tesis es cuantificar el efecto que el error de discretizacion induce en la estimacion de K o G. Es decir, se trata de determinar a posteriori el error en K o en G debdo a la utilizacion del MEF. Para ello, se propone un nuevo estimador de error a posteriori de elevada efectividad que permite, por un lado, evaluar el grado de error cometido al utilizar la aproximacion de EF y, por otro, mejorar notablemente la solucion obtenida de forma ordinaria. No todos los metodos de extraccion de k se prestan por igual a la estimacion del error. Debido a ello se ha realizado una revision de las principales tecnicas existentes aplicables como postproceso a una solucion de EF. Asi, se han identificado aquellos metodos que se prestan a la estimacion del error de discretizacion mediante el planteamiento propuesto en esta tesis: se trata de metodos de carácter energetico, orientados a la estimacion de G, y basados en el concepto de extension virtual de grieta. Estos metodos se encuentran entre los mas conocidos por su precision y eficiencia. Los metodos basados en el concepto de extesion virtual de grieta son interpretados en esta Tesis desde el punto de vista del analisis de sensibilidades de diseño de forma (SDSA), al asumir que el crecimiento de grieta no es mas que un cambio de forma (cambio en la geometria del contorno del solido). Asi, se ha presentado un enfoque que unifica el analisis de sensibilidades y esta clase de metodos energeticos. Al mismo tiempo, se ha propuesto la utilizacion de ciertas tecnicas propios del SDSA a los problemas de Mecanica de la Fractura. Esto ha permitido aportar una mejora en la aplicación del metodo de la derivada de rigidez a problemas 2D en modo mixto, constatada mediante diversos ejemplos numericos. El nuevo estimador de error propuesto en esta Tesis se basa en los metodos energeticos anteriormente mencionados y por ello se trata de un estimador de error en G. En concreto, tiene su fundamento en el enfoque continuo del analisis de sensibilidades y esta relacionado con el error cometido al utilizar uno de los metodos mas precisos y eficientes considerados en la literatura: el metodo EDI(integral de dominio equivalente a la integral de contorno J). Se ha verificado, mediante ejemplos numericos 2D con solucion de referencia conocida, que la estimacion del error proporcionada por el nuevo estimador se aproxima de forma muy notable al error verdadero. Como consecuencia, se dispone de una mejora sobre los resultados que proporciona directamente el metodo EDI, que resulta de gran utilidad ingenieril. Por ultimo, la aplicación del nuevo estimador ha sido extendida a problemas 2D en modo mixto bajo cierta condiciones, obteniendose muy buenas estimaciones del error cometido de las tasas de liberacion de energia asociadas a cada modo, G I y G II, y por tanto en los valores de K I y K II.

Autor: GONZÁLEZ PÉREZ JOSÉ ANGEL.
Año: 2001.
Universidad: SEVILLA.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.
Centro de realización: ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS INDUSTRIALES.

Resumen: En este trabajo se estudia el fenómeno que ocurre en la interfase de contacto entre sólidos elásticos, cuando éstos se ven sometidos al movimiento de rodadura. Para la resolución del problema, se emplea el método de los Elementos de Contorno combinado con térmicas de programación matemática.

Autor: ZAYAS FIGUERAS ENRIQUE ERNESTO.
Año: 2001.
Universidad: POLITECNICA DE CATALUÑA.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.
Centro de realización: ESCUELA TECNICA SUPERIOR DE INGENIERIA INDUSTRIAL DE BARCELONA.

Resumen: Los mecanismos leva-palpador en los que el cierre del par superior se realiza por la configuracion geometrica de la leva y del palpador son denominados desmodromicos o levas con cierre geometrico. Estos mecanismos son poco tratados dentro del tema de levas, en especial aquellos que son planos. Asi, el objeto de estudio de la presente tesis lo constituyen los mecanismos leva-palpador desmodromicos planos. La investigacion tiene por objetivos: aportar elementos teoricos y proponer metodos de generacion de perfiles de levas desmodromicas planas, de modo que se facilite el estudio y la aplicación de dichos mecanismos. El estudio se ha centrado en los mecanismos de levas conjugadas y de anchura y diametro constante. La investigacion de los mecanismos mencionados abarca las etapas de definicion de la ley de desplazamiento del palpador y de generacion del perfil de la leva. Dentro de la primera etapa citada, se han obtenido las caracteristicas que tienen las leyes de desplazamiento del palpador para poder generar perfiles de anchura y diametro constante, y en el caso de palpadores rotatorios se expone como diseñar dichas leyes. En esta etapa se han utilizado curvas de Bezier no parametricas y B-spline no parametrico para la definicion de las leyes de desplazamiento del palpador. En lo refrente a la obtencion del perfil de la leva, se propone un metodo analitico-vectorial que permite obtener perfiles de levas conjugadas y de anchura y diametro constane como caso particular de las conjugadas, estableciendo ciertas restricciones de diseño. El metodo es conciso y comprensible. En el trabajo se ha utilizado como herramienta basica de simulacion el Software Mathematica, para diseñar las leyes de desplazamiento y generar los perfiles de levas. Se proponen recomendaciones que pueden dar lugar al desarrollo de otros trabajos de investigacion.

Autor: PAYARES BRUZUAL FÉLIX OMAR.
Año: 2001.
Universidad: POLITECNICA DE VALENCIA.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.
Centro de realización: E.T.S. DE INGENIEROS INDUSTRIALES.

Resumen: Por lo general, en el cálculo de sensibilidades se emplean procedimientos de análisis numérico, en especial el método de los elementos finitos (MEF). Este método, por basarse en técnicas de aproximación, contiene errores en sus resultados, los cuales influyen directamente en el cálculo de sensibilidades. Si se consideran ciertas consideraciones, la única causa de la imprecisión del MEF se deberá al error de discretización. El presente trabajo trata sobre la influencia del error de discretización en el cálculo de sensibilidades. El trabajo se desarrolla a partir de las ventajas que ofrece la versión p del MEF; minimizando de esta manera errores relacionados con el modelado geométrico y refinamiento de la malla de elementos finitos. La formulación para el procedimiento de cálculo de sensibilidades se desarrolla a partir del método discreto analítico. En cuanto al error de discretización, se establece la formulación para la estimación del error en el cálculo de sensibilidades. Esta formulación se desarrolla a partir del método de extrapolación de Richardson y de estimadores asintóticos a priori del error en norma energética. Con la formulación desarrollada se propone un método de cálculo. La validación numérica de este método se ha desarrollado mediante ejemplos seleccionados en función del tipo de solución, permitiendo de esta manera la generalizaicón de la aplicación del método propuesto en la práctica de la ingeniería.

Autor: ARIZA MORENO PILAR.
Año: 2001.
Universidad: SEVILLA.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.
Centro de realización: ESCUELA SUPERIOR INGENIEROS.

Resumen: La fractura es uno de los modos mas caracteristicos de fallo mecanico, la necesidad de entender y controlar la rotura de solidos ha motivado numerosos esfuerzos desde epocas muy tempranas. Las soluciones exactas de problemas tridimensionales fisurados presentan numerosas dificultades que hacen que se recurra para su estudio al desarrollo de herramientas numericas tales como el metodo de los elementos de Contorno. En esta tesis se desarrolla una tecnica numerica precisa y efectiva, que permite la caracterización de los campos de desplazamientos y tensiones en las cercanias del vertice de una grieta, y en definitiva el estudio de solidos tridimensionales fisurados. Dado el carácter general de esta tecncia, se puede aplicar a problemas elasticos lineales tanto elasticos como dinamicos en el dominio de la frecuencia, gobernados por leyes de comportamiento isótropos o transersalmente isotropos. Se presentan numerosos resultados para grietas con diversas formas geometricas planas y curvas, inmersas en dominios tanto finitos como infinitos internas o de borde.