DISEÑO MECÁNICO Y MANUFACTURA DE UN DISPOSITIVO DE CARGA PARA ESPECÍMENES ENSAYADOS BAJO RÉGIMEN DE CUASI-RELAJACIÓN IN-SITU

DISEÑO MECÁNICO Y MANUFACTURA DE UN DISPOSITIVO DE CARGA PARA ESPECÍMENES ENSAYADOS BAJO RÉGIMEN DE CUASI-RELAJACIÓN IN-SITU

Alvarez, L. A.; Carbajal, M. F.; Sánchez, R.; Nieto, J.; Flores, L. A.

Full Article:

El método de cuasi-relajación, ha encontrado una amplia aplicación en el estudio de procesos elementales de dislocaciones, siendo fundamental en el estudio y análisis de los mecanismos termoactivos, en la determinación de energía de interacción entre las dislocaciones e inclusiones y, esencialmente, en el estudio de la cinética de la fractura. La problemática que prepondera en el método de cuasi-relajación es el desarrollo de un dispositivo que permita estudiar dicho método. Esto debido a que, el proceder del ensayo emplea especímenes masivos y desarrollo de una considerable deformación plástica en el vértice de la grieta-entalladura de manera descomunalmente sensible, la cual restringe eventualmente este método de estudio. Son muchos los trabajos dedicados al estudio del método descrito, obteniendo información cuantitativa confiable sobre el comportamiento de las dislocaciones partiendo de un modelo analítico del proceso, sin embargo estos trabajos están limitados en el campo experimental, al no contar con una herramienta formal que permita una amplia validación de los modelos analíticos-numéricos, en magnitudes menores a los 5Å, tales experimentos son vítales dentro del campo de la ingeniería de materiales, nanociencias y microscopía. El presente trabajo plasma el desarrollo del diseño mecánico de un dispositivo o mini máquina, acotado en el dispositivo de carga (DC) para ensayos bajo régimen de cuasi-relajación. Para su construcción, se empleó software paramétrico CAD 3D, simulación numérica en software especializado en Análisis por Método de Elemento Finito, todo con el propósito de obtener un modelo que cumpla con las necesidades para realizar el ensayo bajo las condiciones anteriormente mencionadas, con esto, se garantiza que el dispositivo mantenga su posición perfecta en el momento justo de la inmovilización del espécimen durante el ensayo, observando disipaciones de energía, puntos críticos de esfuerzos, estaticidad y dinamicidad del sistema. Finalmente se procedió a su manufactura en un centro de maquinado, ensamblando perfectamente. Usando software de diseño paramétrico CAD/CAM/CAE y poderosos renders, se redujo drásticamente los costos erogados del proceso de fabricación, incluyendo ahorro de tempo vital y prototipos físicos.

El método de cuasi-relajación, ha encontrado una amplia aplicación en el estudio de procesos elementales de dislocaciones, siendo fundamental en el estudio y análisis de los mecanismos termoactivos, en la determinación de energía de interacción entre las dislocaciones e inclusiones y, esencialmente, en el estudio de la cinética de la fractura. La problemática que prepondera en el método de cuasi-relajación es el desarrollo de un dispositivo que permita estudiar dicho método. Esto debido a que, el proceder del ensayo emplea especímenes masivos y desarrollo de una considerable deformación plástica en el vértice de la grieta-entalladura de manera descomunalmente sensible, la cual restringe eventualmente este método de estudio. Son muchos los trabajos dedicados al estudio del método descrito, obteniendo información cuantitativa confiable sobre el comportamiento de las dislocaciones partiendo de un modelo analítico del proceso, sin embargo estos trabajos están limitados en el campo experimental, al no contar con una herramienta formal que permita una amplia validación de los modelos analíticos-numéricos, en magnitudes menores a los 5Å, tales experimentos son vítales dentro del campo de la ingeniería de materiales, nanociencias y microscopía. El presente trabajo plasma el desarrollo del diseño mecánico de un dispositivo o mini máquina, acotado en el dispositivo de carga (DC) para ensayos bajo régimen de cuasi-relajación. Para su construcción, se empleó software paramétrico CAD 3D, simulación numérica en software especializado en Análisis por Método de Elemento Finito, todo con el propósito de obtener un modelo que cumpla con las necesidades para realizar el ensayo bajo las condiciones anteriormente mencionadas, con esto, se garantiza que el dispositivo mantenga su posición perfecta en el momento justo de la inmovilización del espécimen durante el ensayo, observando disipaciones de energía, puntos críticos de esfuerzos, estaticidad y dinamicidad del sistema. Finalmente se procedió a su manufactura en un centro de maquinado, ensamblando perfectamente. Usando software de diseño paramétrico CAD/CAM/CAE y poderosos renders, se redujo drásticamente los costos erogados del proceso de fabricación, incluyendo ahorro de tempo vital y prototipos físicos.

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/meceng-wccm2012-20080

Referências bibliográficas

• [1] Smith, W. F. Fundamentos de la Ciencia e Ingeniería de Materiales, Edit.: McGraw Hill. España, 1998.
• [2] Gere, J. M. Mecánica de Materiales, Edit.: Thomson. México, 2002.
• [3] ASTM International, Standard Test Methods for Testing of Metallic Materials. ASTME8/ E8M-09. USA, 2005.
• [4] Zienkiewicz, O. C. Finite Elements and Aproximation. Edit. : John Wiley Andamp; Sons. Canada, 1983.
• [5] Nicholson, D. W. Finite Element Analysis. Thermomechanism of solids. Edit. : CRC Press. USA, 2003.

Como citar:

Alvarez, L. A.; Carbajal, M. F.; Sánchez, R.; Nieto, J.; Flores, L. A.; "DISEÑO MECÁNICO Y MANUFACTURA DE UN DISPOSITIVO DE CARGA PARA ESPECÍMENES ENSAYADOS BAJO RÉGIMEN DE CUASI-RELAJACIÓN IN-SITU", p-4738-4754. In: In Proceedings of the 10th World Congress on Computational Mechanics [= Blucher Mechanical Engineering Proceedings, v. 1, n. 1]. São Paulo: Blucher, 2014.
ISSN 23580828, DOI 10.5151/meceng-wccm2012-20080