Proyectos
Evaluación del campo de esf uerzos en modelos bajo cargas mecánicas basada en termograf ía inf rarroja activa y fotoelasticidad digital por corrimiento de carga
Resumen
El campo de esfuerzos describe la forma en la que se distribuyen las cargas dentro de la geometría de un cuerpo. La evaluación del campo de esfuerzos busca caracterizar la respuesta que exhibe dicho cuerpo cuando es sometido a la aplicación de cargas mecánicas, y permite identif icar las condiciones de operac ión que garantizan la integridad de los sistemas donde interviene el cuerpo bajo evaluación. La evaluación del campo de esfuerzos también permite caracterizar materiales y aleaciones, optimizar la geometría de estructuras mecánicas, remover materia prima en regiones de mínimos esfuerzos para ampliar la potencia de carga, y el desarrollo de prótesis para el cuerpo humano, entre muchas otras aplicaciones. Existen múltiples métodos experimentales para evaluar campos de esfuerzos. Los estudios de fotoelasticidad digital constituyen una línea de estos métodos, ofreciendo ventajas comparativas como: • La visualización del campo, lo cual mejora el entendimiento del fenómeno mecánico bajo análisis. • Provee soporte computacional para el procesamiento de la información. • Posibilita evaluar esfuerzos residuales que resultan del proceso de manufactura de las estructuras. No obstante, la implementación de un estudio basado en fotoelasticidad tiene limitaciones ante situaciones de ruido, ante la presencia de cargas tempo-dependientes, ante estructuras con geometrías complejas. También, este tipo de estudios tiene desempeño limitado cuando se analizan zonas con altas concentraciones de esfuerzos. Frente a la necesidad de evaluar el campo de esfuerzos, la técnica d e desplazamiento de fase por corrimiento de carga es la que mejor se perf ila dentro de los estudios de fotoelasticidad digital, porque prescinde de patrones de comparación de color que fallan cuando las condiciones de iluminación varían en el experimento; porque no requiere de procedimientos de sintonización que dependen del experto, y porque mantiene una relación estrecha con la información dinámica de la estructura. Sin embargo, el problema de la técnica de corrimiento de desplazamiento de fase por corrimiento de carga radica en la necesidad de estimular la variación de carga en la estructura bajo análisis por contacto directo. Esto deja por fuera la posibilidad de analizar cuerpos que no pueden recibir tal estímulo. La hipótesis de esta propuesta investigativa es que es posible integrar el análisis de la respuesta térmica de la estructura, para remplazar la variación de la carga por contacto directo. Para la demostración de la hipótesis, este trabajo propone un conjunto de objetivos inspirados en los antecedentes de investigación del autor principal de esta propuesta, y los coautores con sus respectivos grupos de investigación. Es importante destacar que el alcance de esta propuesta está encaminado hacia un conjunto de aplicaciones industriales que trasciende a los estudios convencionales de fotoelasticidad digital, y cuyas aplicaciones se han visto coartadas por los métodos numéricos y analíticos. La evaluación del campo de esfuerzos en nuestra comunidad universitaria plantea un panorama promisorio en términos de métodos para la caracterización de nuevos materiales, geometrías y superf icies que se vienen desarrollando por los diversos grupos de investigación. Esta pro puesta investigativa abre un horizonte de iniciación investigativa para estudiantes de pregrado y posgrado en departamentos relacionados con ingeniería mecánica y de ciencias de la computación.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:Convocatoria externa
Modalidad:Convocatoria externa
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