Se encontraron 17 investigaciones
El comportamiento de los materiales sometidos a cargas monotónicas se puede caracterizar mediante un modelo constitutivo y un criterio de falla. En este proyecto se plantea estudiar e implementar diferentes modelos matemáticos que describen el fenómeno de la fractura dúctil en metales, el cual se produce cuando el material experimenta deformaciones plásticas significativas al momento de su ruptura. Se evalúan dos enfoques: acoplado y desacoplado. En el primer enfoque el modelo constitutivo y el criterio de falla (en este caso, un modelo de daño) están estrechamente interrelacionados, mientras que en el segundo enfoque el modelo constitutivo es independiente del criterio de falla. En general, los criterios de fractura dúctil son más precisos que los criterios de falla clásicos, pero los más novedosos no están incluidos en los softwares comerciales de Elementos Finitos, dificultando así su uso práctico. Para definir completamente estos modelos se requiere determinar algunas constantes empíricas, específicas para cada material. En tal sentido, se platea diseñar, fabricar y ensayar experimentalmente probetas de configuración especial, capaces de captar los factores más influyentes en la fractura dúctil (la triaxialidad de tensiones y el ángulo de Lode), para tres grupos de aceros: estructurales, inoxidables y de alta resistencia. Durante el desarrollo de la investigación se evalúan varios criterios de fractura dúctil, cuyos resultados se comparan entre sí y se contrastan con resultados similares de la literatura. Para cada uno de los tres grupos de aceros ensayados, se seleccionan dos modelos numéricos de fractura dúctil (uno acoplado y otro desacoplado), los cuales se implementan y calibran en un software de Elementos Finitos. Finalmente, se propone un único modelo acoplado y otro desacoplado para cada grupo de aceros, estableciendo ecuaciones para determinar las constantes empíricas en función de las propiedades mecánicas y metalográficas de estos aceros.
Participantes:
Instituciones participantes:
La industria metalmecánica nacional padece de un bajo nivel de competitividad frente a sus pares extranjeros debido a la baja eficiencia que presenta en la ejecución de sus diferentes procesos, específicamente, en el proceso de diseño. El grupo INACOM de la PUCP ha desarrollado un software inteligente denominado aiGearboxDesigner que permite realizar el diseño automatizado de cajas reductoras de velocidad. Esto porque se busca satisfacer las demandas de la industria minera, en cuanto a obtener estos productos con buena calidad y bajo costo por parte de la metalmecánica nacional. aiGearboxDesigner se desarrolló con el objetivo de disminuir el tiempo invertido en el proceso de diseño, alcanzándose así una gran eficiencia en cuanto a tiempo. Sin embargo, también es necesario que los diseños tengan un bajo costo. Esto es posible si se logra disminuir el volumen de material empleado en la fabricación de la caja reductora. Para alcanzar este propósito se han planteado varios objetivos específicos. El primero consiste en desarrollar e incorporar un algoritmo para minimizar el volumen del material empleado enfocado en los engranajes y árboles. El segundo objetivo consiste en establecer un procedimiento que permita optimizar el diseño de la carcasa mediante el análisis automatizado por elementos finitos e incorporarlo en el software desarrollado. Se propone como tercer objetivo obtener modelos matemáticos que permitan determinar la temperatura de trabajo de manera precisa a partir de resultados de simulación numérica. Finalmente, como cuarto objetivo se probará el software dentro de una empresa metalmecánica para recibir la retroalimentación necesaria y posteriormente validarlo. De esta forma se obtendrá un software inteligente capaz de diseñar cajas reductoras de forma automatizada en un corto tiempo minimizando el volumen de material empleado. Con esto se estará dotando a la industria metalmecánica de una herramienta que le permita incrementar su competitividad.
Participantes:
Instituciones participantes:
Las vibraciones mecánicas inducidas por flujo bifásico interno son comunes en el sector industrial, por ejemplo en gasoductos o tuberías en plantas petroquímicas. A pesar de estar presente como parte intrínseca del transporte de fluidos, este fenómeno ha sido poco estudiado y su conocimiento aún es limitado. El presente proyecto tiene por finalidad estudiar numéricamente la respuesta dinámica de una tubería que transporte flujo bifásico agua-aire y validar los modelos utilizados experimentalmente. El análisis numérico se realizará en la plataforma ANSYS Multiphysics¿, que cuenta con los módulos necesarios para el estudio de fluidos y de estructuras. Dado que los resultados experimentales reportados están restringidos a ciertas condiciones geométricas e hidrodinámicas, se construirá un banco de ensayos para realizar los experimentos necesarios y medir las variables de interés. El producto final del proyecto será un modelo numérico capaz de predecir la respuesta dinámica de una tubería que transporta flujo bifásico gas-líquido, validado experimentalmente, y un banco de ensayos apto para realizar experimentos del fenómeno de vibración inducida por flujo.
Participantes:
Instituciones participantes:
Los elementos o placas de protección antidesgaste de chutes de transferencia de carga mineral están sometidos a altas solicitaciones de impacto y abrasión en servicio, por lo que el tiempo de vida es un elemento clave en el costo de los procesos de minería que los utilizan. El problema a resolver en el presente proyecto es la corta vida útil de estas placas de protección que se comercializan en el mercado nacional. Se presenta una oportunidad de diferenciación de los productos existentes en el mercado ofreciendo una placa antidesgaste con un nuevo sistema de sujeción que permita dar mayor vida útil a la placa.
Participantes:
Instituciones participantes:
Although semi-rigid steel joints has been adopted in design specifications for a long period of time and their benefits are extensively documented (e.g., structural lightness and material savings, easier connection of secondary members, less susceptibility to brittle failure modes than welded joints, more energy dissipation during an earthquake than rigid joints), they are not really used much in practice. Beam-to-column bolted connections in steel frames are often assumed as either rigid or pinned. In spite of making the design process much more efficient, this assumption definitely does not represent the actual behavior of the structure, since most connections nowadays behave indeed as semi-rigid. Pinned and rigid joints are much easier to design since the connection components are proportioned only after the last global structural analysis is completed. In contrast, semi-rigid joint components are designed iteratively (like structural members) since one must assume (pre-design) values of the connection elements in order to get the rotational stiffness value to be used in the global analysis (elastic or elastoplastic). Thus, if the joint mechanical features (initial or secant rotational stiffness and strength) are not easily available to the analyst, which is a reality since design codes and scientific literature do not cover (at all) any possible bolted connection, the design becomes unfeasible (time consuming and troublesome). The purpose of this project is to make the semi-rigid design of joints a feasible reality for all structural engineers and researchers, by providing an extensive database of the rotational stiffnesses, strength and M-Theta; curves of the most important semi-rigid beam-to-column joint types used in engineering practice. According to the aforementioned, this work will give an essential contribute to safer and more sustainable steel construction.
Participantes:
Instituciones participantes:
Vibraciones mecánicas inducidas por flujo bifásico interno son comunes en el sector industrial, por ejemplo en gasoductos o tuberías en plantas petroquímicas. A pesar de estar presente como parte intrínseca del transporte de fluidos, ese fenómeno ha sido poco estudiado y su conocimiento aún es limitado. Los resultados experimentales reportados son restrictos a ciertas condiciones geométricas e hidrodinámicas. El presente proyecto tiene por finalidad estudiar analítica y numéricamente la respuesta dinámica de una tubería que transporte flujo bifásico gas-líquido. Primero, se estudiará la respuesta dinámica para flujo monofásico. Se formulará la ecuación (diferencial) de movimiento del sistema a partir de la segunda ley de Newton. Luego, se implementarán las ecuaciones de flujo bifásico y serán incluidas en la formulación previa de la respuesta dinámica. En paralelo, se realizará un trabajo de simulación numérica computacional utilizando el software ANSYS Multiphysics¿, cuyos resultados serán comparados con los obtenidos en las fases anteriores y con resultados experimentales de la literatura. El producto final del proyecto es un modelo matemático para la previsión de la respuesta dinámica de un tubo que transporta flujo bifásico gas-líquido. Ese modelo permitirá generalizar los estudios experimentales reportados en la literatura. El proyecto también prevé la formación de un grupo de investigación en el tópico del proyecto y búsqueda de colaboraciones universidad-empresa.
Participantes:
Instituciones participantes:
La competitividad de la empresa metalmecánica peruana se ve limitada, entre otros factores, por la falta de herramientas para desarrollar diseños mecánicos complejos de productos específicos, ya que los programas CAD disponibles en el mercado son de aplicación general, es decir, no están enfocados al diseño de productos específicos óptimos. El proyecto propone una solución innovadora basada en Tecnologías de Información y Comunicación (TIC) y en técnicas de Inteligencia Artificial (IA), consistente en un Sistema Inteligente (SI) implementado sobre una plataforma CAD 3D comercial, para el diseño mecánico óptimo de productos específicos, aplicado en el presente proyecto a cajas reductoras para la industria minera. Con el uso de las TICs se logra elevar el nivel de automatización de la solución, mientras que las técnicas de IA permiten recopilar, almacenar y reutilizar la experiencia de los especialistas en el tema. El SI propuesto integra diferentes módulos de componentes, productos y planos de fabricación, basados en procedimientos analíticos, normas técnicas internacionales y en resultados de simulación numérica, para dar cumplimiento a los objetivos propuestos. La metodología desarrollada en el presente proyecto es extensible al diseño de otros productos, que como las cajas reductoras tienen una alta demanda en el mercado local. Esta nueva tecnología contribuirá a elevar la competitividad del sector metalmecánico nacional, al proporcionar valor agregado a sus productos.
Participantes:
Instituciones participantes:
El presente proyecto propone el estudio del proceso en un agitador de pulpa polimetálica mediante la simulación fluido-dinámica computacional (CFD), con la finalidad de optimizar la calidad de la mezcla en función de la velocidad de operación. Este tipo de equipos son de uso muy extendido en las industrias minera, química y de procesos, de gran impacto en la actividad económica en nuestro país. El proyecto es secuela de un proyecto FIDECOM, desarrollado en asociación entre la empresa metalmecánica FABTECH S.A.C. y la PUCP. Los resultados experimentales y de simulación desarrollados en el proyecto precedente se aprovecharán en el proyecto que aquí se plantea. En el presente proyecto se propone profundizar la investigación empleando un nuevo modelo para simular la pulpa en proceso. Este es un modelo multicomponente No-Newtoniano, que permite obtener mayor información y más precisa acerca del comportamiento de la pulpa, de manera que es posible plantear el estudio de la calidad de la mezcla, con la finalidad de optimizarla en función de variables de diseño y operación. Como parte de los objetivos del presente proyecto se validará el modelo de comportamiento del fluido y se propondrá un procedimiento para optimizar la homogeneidad de la mezcla en función de la velocidad de operación del impulsor.
Participantes:
Instituciones participantes: