MECANICA DE MEDIOS CONTINUOS

Autor: MONTÓN ABARCA MARÍA ISABEL.
Año: 2004.
Universidad: POLITECNICA DE VALENCIA.
Centro de lectura: Dep. Mecanica de los Medios Continuos.
Centro de realización: Universidad Politécnica de Valencia.

Resumen: En los materiales compuestos cuyo refuerzo se realiza a través de fibras continuas, el control de la orientación de dichas fibras durante el proceso de conformado es relativamente sencillo. No ocurre así en el caso de materiales compuestos, donde el refuerzo está constituído por fibras cortas. En este caso, durante el proceso de conformado se producen dos fenómenos físicos íntimamente acoplados, por una parte, la orientación de las fibras depende de la cinemática del flujo; y por otra, la cinemática del flujo se ve afectada por la orientación de las fibras. En este sentido, el objetivo de la presente tesis es obtener un modelo de flujo capaz de simular el proceso de inyección de un termoplástico reforzado con fibras cortas en moldes tridimensionales y determinar la orientación de las fibras en la pieza realizada. Para la obtención del modelo de flujo se propone una estrategia explícita de Taylor-Galerkin discontinuo. La utilización de una técnica explícita permite desacoplar el carácter elíptico de las ecuaciones del movimiento, que definen un problema de Stokes anisótropo, del carácter hiperbólico que exhiben las ecuaciones que rigen la evolución de la fracción volumétrica del fluido y de la orientación de las fibras presentes en la suspensión. La presencia de las fibras se introduce a través de una técnica de homogeneización espacial y una posterior promediación estadística. Definido el modelo de flujo, se ha aplicado el método de Elementos Finitos (Volume of Fluid (VOF)) para la gestión del frente de avance y una técnica de pseudocomportamiento para la gestión de la parte vacía del molde; diseñando un programa de simulación con técnicas de diseño orientado a objetos, con el que se ha verificado la viabilidad del método para la predicción de la orientación y del flujo en el llenado de moldes tridimensionales.

Autor: ARROYO ALONSO JUAN CARLOS.
Año: 2003.
Universidad: CARLOS III DE MADRID.
Centro de lectura: ESCUELA POLITECNICA SUPERIOR .
Centro de realización: UNIVERSIDAD CARLOS III.

Resumen: Los modelos de daño se utilizan como medio para analizar la degradación (daño) de un material y su rotura en función del estado local de tensiones y deformaciones. Se basan en el desarrollo ecuaciones constitutivas macroscópicas que tratan de reproducir el efecto del micromecanismo de fractura que opera en cada caso. En esta tesis doctoral, se estudian los modelos de daño aplicables a materiales con comportamiento dúctil habiéndose elegido, en particular, el de Gurson-Tvergaard-Needleman (probablemente el más extendido) y el de Rousselier como una posible alternativa al anterior. Estos modelos se han implementado en un código comercial de elemento finitos mediante el desarrollo de las correspondientes subrutinas de usuario y se ha desarrollado una metodología de calibración (ajuste de los parámetros que interviene en el modelo) específica para cada uno de ellos. Las predicciones de cada uno de los dos modelos se comparan con resultados experimentales de ensayos de tracción sobre probetas entalladas lateralmente poniéndose de manifiesto una dependencia de los parámetros que incluyen con la geometría del componente que se está analizando. Finalmente, se proponen una serie de reglas para la utilización práctica de los modelos considerados.

Autor: ANSOLA LOYOLA RUBÉN.
Año: 2000.
Universidad: PAIS VASCO.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.
Centro de realización: E.T.S. DE INGENIEROS INDUSTRIALES Y DE INGENIEROS DE TELECOMUNICACIÓN UPV/EHU.

Resumen: En este trabajo se presenta el desarrollo e implementación de un procedimiento integrado para la optimización de forma y topología en estructuras laminares. En esta memoria se combinan ambos tipos de optimización para el diseño de máxima rigidez en estructuras laminares, alterando secuencialmente la modificaicón de la forma y la redistribución del material, de manera que la estrucutra laminar de base sobre la que se formula al optimización de la topología,no permanece constante en el curso del proceso de diseño óptimo. En lo referente a la optimización de la topología, se estudian dos posibles soluciones: los problemas de distribución de masa propiamente dichos (material/vacío) y los problemas de rigidización. El procedimiento se ha implementado en un programa de ordenador, el cual se ha utilizado para resolver numerosos ejemplo de aplicación y cuyos resultados se recogen en la presente memoria.Dichos resultados permiten comprobar la validez del desarrollo efectuado para determinar la forma y distribución de material óptimas de estructuras laminares con las que se obtiene una rigidez máxima. Finalmente se incluyen las conclusiones extraídas de los diferentes ejemplos de palicaicón resueltos aplicando lo desarrollado en la presente tesis y se exponen las principales líneas futuras de investigación que surgen a raíz de la investigación realizada.

Autor: DIEZ CASAS MARTA M..
Año: 1999.
Universidad: NAVARRA.
Centro de lectura: ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS.
Centro de realización: ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS DE SAN SEBASTIAN.

Resumen: En este trabajo de investigación se hace una análisis matematico de comportamiento dinamico de los cristales liquidos de tipo nemático. Las ecuaciones que definen el comportamiento de estos cristales -las ecuaciones de equilibrio junto con las ecuaciones constitutivas cuando los efectos términos se consideran despreciables- se resuelven para distintas condiciones iniciales y de contorno, usando diversas técnicas matemáticas como análisis de perturbación singular, desarrollos asintóticos, principios variacionales y principios de máximo y minimo para ecuaciones diferenciales en derivadas parciales. Partiendo de la teoría del continuo propuesta por Ericksen y Leslie para describir el comportamiento dinámico de los cristales líquidos de tipo nemático, se estudia el cambio de orientación y flujo de un cristal nematico en las proximidades de un substrato rígido. Se consideran situaciones en las que la superficie del substrato recibe un tratamiento especial para que las moléculas del cristal en contacto con él tengan una orientación distinta a la que tienen inicialmente en el resto del fluido. Se observa que, cuando el campo electromagnético que mantenía la orientación inicial de las moleculas del cristal se desconecta, la condición de contorno en la superficie del substrato se difunde en el resto de la masa del cristal y por tanto, las moléculas tienden a orientarse con el substrato. Es más, cuando la inercia se desprecia, el angulo polar que da la orientación de las moléculas satisface una ecuación de difusión. La aplicación de un principio de máximo y minimo variacional permite acotar la solución de esta ecuación. La introducción de la inercia, necesaria para satisfacer la condición inicial de reposo, se realiza mediante un metodo de perturbacion singular. Se dan resultados para los casos de no deslizamiento y de deslizamiento perfecto moléculas del cristal en contacto con el substrato rígido. Por otra parte, la solución de las ecuaciones de Navier-Stokes para un problema de un plano infinito inmerso en un fluido Newtoniano y sometido a un movimiento determinado ( el problema de Rayleigh) se extiende al caso en el que el fluido es un cristal liquido de tipo neumático. Se estudian situaciones en las que puede aplicarse la teoría de perturbación singular. Aunque esta tecnica funciona correctamente para los ejemplos allí presentados, hay situaciones en las que falla. Por ejemplo, cuando la orientación inicial de las moleculas es perpendicular al substrato rígido y la superficie de éste recibe un tratamiento especial para que las moléculas del cristal permanezcan alineadas con el substrato. Situaciones como éstas son resueltas mediante la introducción de la inercia asociada al vector director (hasta ahora despreciada), estudiando las consecuencias del movimiento impuesto al substrato rigido para un instante de tiempo muy breve. Por último se estudia el comportamiento de un cristal de tipo nemático en las proximidades de una esquina entre dos planos en los que puede imponerse una variedad de condiciones de contorno. El flujo entre planos es inducido por un agente exterior suficientemente alejado de la esquina, que puede hacer que el flujo sea simétrico o antisimétrico con respecto de la bisectriz de la entalla. Por supuesto, la situación real puede ser una combinación de ambas. Cuanto más pequeño es el ángulo entre planos, más probable es la aparición de vórtices. Se calcula el ángulo critico para la aparición de los mismos. De los dos ejemplos estudiados, PAA(125ºC) y MBBA(25ºC), sólo aparecen vórtices en el segundo de ellos, para ángulos entre planos menores que 60º y cuando el flujo es antisimétrico. En este caso, el flujo consiste en una sucesión de vórtices cuyo tamaño e intensidad disminuye en progresión geometrica de razón dependiente del ángulo de la entalla. PAA y MBBA presentan comportamiento distinto debido a la diferencia de magnitud entre los coeficientes de viscosidad de ambos materiales.

Autor: RUIZ DELGADO MANUEL.
Año: 1998.
Universidad: POLITECNICA DE MADRID.
Centro de lectura: INGENIEROS AERONAUTICOS .

Resumen: Se estudian varios problemas relacionados con la dinámica de amarras espaciales. En primer lugar se aborda el problema de la optimización de la inyección orbital de un satélite por transferencia de momento cinético, utilizando una amarra espacial que posteriormente se descarta. El criterio de optimización es maximizar la vida útil del satélite. Aunque el estudio es de interés general, se hace una aplicación numérica al caso del satélite SEDSAT. Se analizan diversos criterios para calcular o estimar la vida útil, y varias estrategias para optimizar el proceso de inyección. A continuación, se analiza la estabilidad del movimiento del sistema amarra-satélite como sólido rígido, manteniendo una forma rectilínea (movimiento pendular). Con las simplifocaciones introducidas, se pueden resolver las ecuaciones por separación de variables, y se calculan por distintos caminos las autofunciones y los autovalores para las oscilaciones transversales. El movimiento resulta ser inestable, pero el tiempo que tardan en crecer los modos inestables es razonablemente largo. Sin embargo, no queda margen para errores. Por tanto, se propone una modificación simple y barata del procedimiento que mejora tanto la vida como la estabilidad. Finalmente, se hace un estudio de la influencia de la excentricidad de la órbita en el proceso de despliege. Se analiza la sensitividad a los distintos parámetros, y se identifican rangos en los que el proceso no está afectado por la excentricidad. Se explora la posibilidad de desplegar cables de gran longitud en menos de una órbita, y la de evitar las zonas de mayor resistencia aerodinámica en órbitas de perigeo bajo.

Autor: MIGUEL LOPEZ M. CARMEN.
Año: 1995.
Universidad: BARCELONA.
Centro de lectura: FISICA.
Centro de realización: DEPARTAMENTO: FISICA FONAMENTAL PROGRAMA DE DOCTORADO: METODOS ESTADISTICOS EN LA FISICA.

Resumen: EL PRINCIPAL OBJETIVO DE ESTA TESIS ES EL ESTUDIO DE SUSPENSIONES DE PARTICULAS FERROMAGNETICAS (FERROFLUIDOS), ASI COMO DE DOS TIPOS DE PARTICULAS, MAGNETICAS Y NO MAGNETICAS, EN UN FLUIDO VISCOSO EN CONDICIONES DE NO EQUILIBRIO. UN CAMPO MAGNETICO INFLUYE DECISIVAMENTE EN EL COMPORTAMIENTO DE ESTOS SISTEMAS, DANDO LUGAR A NUEVOS FENOMENOS QUE CONSTITUYEN LA BASE DE NUMEROSAS APLICACIONES PRACTICAS. ADEMAS EL EFECTO DEL CAMPO MAGNETICO DEPENDE DE LOS DIFERENTES PROCESOS DE RELAJACION QUE TIENEN LUGAR TANTO EN EL INTERIOR DE LAS PARTICULAS, CON RESPECTO A SUS EJES CRISTALOGRAFICOS, COMO FUERA DE ELLAS CON RESPECTO AL LIQUIDO VISCOSO. EN LA MEMORIA DESCRIBIMOS ESTOS PROCESOS Y CALCULAMOS LA DEPENDENCIA EN EL CAMPO Y EN LOS PARAMETROS QUE DESCRIBEN LAS PARTICULAS Y EL LIQUIDO DE ALGUNOS COEFICIENTES QUE CARACTERIZAN LAS PROPIEDADES REOLOGICAS, OPTICAS Y MAGNETICAS DE LA SUSPENSION. TAMBIEN ACOMETEMOS EL ESTUDIO DE LA DINAMICA DE PARTICULAS MICROMETRICAS NO MAGNETICAS (HUECOS MAGNETICOS) EN UN FERROFLUIDO. EN EL MOVIMIENTO DE LA PARTICULA Y PARTICULARMENTE EN SU ROTACION, ES CLARA LA INFLUENCIA DE LA ANISOTROPIA DEL MEDIO Y LA DEL CAMPO EXTERNO. LOS FENOMENOS DE AGREGACION ASOCIADOS A LA FALTA DE ESTABILIDAD EN ESTOS SISTEMAS (CINETICA Y REOLOGIA) SE ANALIZAN EN DIFERENTES PROBLEMAS DE INTERES.