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Influencia de los parámetros del proceso de soldadura por fricción-agitación (FSW) en las propiedades mecánicas en la junta de aluminio 6061
Get PDFThere is a clear trend in the transportation industry for the reduction of weight in structural components with the objective of improving the efficiency of energy consumption. The materials that are used for this purpose are aluminum and magnesium alloys; however the same as when bonded by fusion welding methods, the joints have low mechanical properties compared to the base material. Friction welding is an alternative to solid join these materials and has shown good compatibility and high efficiency. The objective of this work is the analysis of the effect of the welding speed on the mechanical strength of the joints for the 6061 T6 aluminum alloy welded by FSW. From the study, we obtained curves of tensile strength, guided bending and hardness in the weld showing better behavior in specimens that were joined to a higher speed of rotation of the tool.Existe una clara tendencia en la industria del transporte para la reducción de peso en los componentes estructurales con el objetivo de mejorar la eficiencia del consumo energético. Los materiales utilizados para este propósito son aleaciones de aluminio y magnesio; pero al utilizar el método de soldadura por fusión, las juntas presentan bajas propiedades mecánicas en comparación con el material base. La soldadura por fricción es una alternativa para unir en estado sólido estos materiales y ha mostrado una buena compatibilidad y alta eficiencia. El objetivo de este trabajo es el análisis del efecto de la velocidad de soldadura sobre la resistencia mecánica de las juntas para la aleación de aluminio 6061 T6 soldadas por FSW. Del estudio se obtiene curvas de resistencia a la tracción, doblado guiado y dureza en la soldadura mostrando un mejor comportamiento en probetas unidas a mayor velocidad de rotación de la herramienta
Diseño y fabricación de una máquina para desgranar maíz
Get PDFThis article lays out the design and construction of a corn sheller with the objective to replace the monotonous manual labor of those who shell corn, which often causes injuries and illnesses in farm workers.The arduous manual labor causes occupational damages to the health of the worker, who produce 10q of corn daily using the artisanal manner. Among the serious injuries which can arise are tendonitis of the thumb, lumbago of the back, and dorsal lordosis produced by shelling in a bad posture. Faced with this situation, an alternative was proposed: designing and subsequently constructing a machine which would carried out the same labor replacing human stress.The machine’s design and construction process is described; which allowed obtaining 105q daily in a fast and clean way, to thresh all kinds of corn with a humidity between 10 to 15%, supplying the demand in the market and safeguarding the physical health of workers.El presente artículo da a conocer el diseño y construcción de una desgranadora de maíz para sustituir el trabajo manual y monótono que causa lesiones y enfermedades en los agricultores.Esta tarea ocasiona afectaciones ocupacionales a la salud de la persona quien de forma artesanal desgrana 10 q de maíz diarios; entre las lesiones graves que pueden darse están la tendinitis en el dedo pulgar, lumbalgia en la espalda e hiperlordosis dorsal producida por una mala postura al desgranar. Ante esta situación se planteó una alternativa de trabajo al diseñar y posteriormente construir una máquina que realice el mismo trabajo remplazando el esfuerzo humano.Se describe el proceso de diseño y fabricación de la máquina, que permitió obtener una producción de 105 q al día de manera rápida y limpia, para desgranar todo tipo de maíz con una humedad del 10 al 15 % además de abastecer la demanda en el mercado salvaguardando la salud física al evitar lesiones a las personas
Comportamiento tribológico de un acero inoxidable austenítico en tribómetro bola sobre anillo
Get PDFThe research conducted for the characterization of the friction and wear behavior of an austenitic stainless steel is shown. Tests were performed on a ball-on-ring tribometer with an experimental design based on a Taguchi array. The evaluated material was AISI 304 stainless steel and AISI 52100 steel was used as a counterpart. The parameters (and their levels) selected in order to study the tribological response were: slip velocity (0.9 m/s and 2 m/s), normal load (9 N, 19 N and 29 N) and sliding distance (500 m, 1000 m and 2000 m). For the studied conditions, the coefficient of friction resulted in average values between 0.3227 and 0.9674, where the normal load was the most influential parameter. The average values of the coefficient of wear were obtained in the range from 0.000860 to 0.003191. The factor that most affects the coefficient of wear is the slip distance. The wear regime was identified as moderate to severe. The wear mechanism for AISI 304 under the studied conditions was adhesion.Se muestra la investigación realizada para la caracterización del comportamiento ante la fricción y desgaste de un acero inoxidable austenítico. Se realizaron ensayos en un tribómetro tipo bola sobre anillo con un diseño experimental basado en un arreglo de Taguchi. El material evaluado fue el acero inoxidable AISI 304 y como contraparte se usó el acero AISI 52100. A fin de estudiar la respuesta tribológica, los parámetros (y sus niveles) seleccionados fueron: velocidad de deslizamiento (0,9 m/s y 2 m/s), carga normal (9 N, 19 N y 29 N) y distancias de deslizamiento (500 m, 1000 m y 2000 m). Para las condiciones estudiadas, el coeficiente de fricción resultó en valores promedio entre 0,3227 a 0,9674, donde la carga normal fue el parámetro más influyente. Se obtuvieron valores del coeficiente de desgaste promedio en el intervalo desde 0,000860 a 0,003191. El factor que más afecta el coeficiente de desgaste es la distancia de deslizamiento. El régimen de desgaste se identificó como moderado a severo. El mecanismo de desgaste para el AISI 304 en las condiciones estudiadas fue de adhesión
Aplicación de las LMI al diseño de controladores robustos
Get PDFThe design of precise controllers in presence of significant uncertainly requires the use of robust controllers. A variety of specifications and design constraints for control systems can be expressed in terms of Linear Matrix Inequalities (LMI), which are solved using Convex Optimization algorithms. This article presents the design of robust controllers using LMI for typical systems whose models are obtained from the control literature to which are complemented with parameter uncertainty. The designed controllers use system state feedback.El diseño de controladores precisos en presencia de incertidumbre significativa requiere el uso de controladores robustos. Una gran variedad de especificaciones y restricciones de diseño de sistemas de control pueden ser expresadas en términos de desigualdades matriciales lineales (LMI-Linear Matrix Inequalities), las mismas que son resueltas mediante algoritmos de optimización convexa. En este artículo se presenta el diseño de controladores robustos mediante LMI para sistemas típicos cuyos modelos son obtenidos de la literatura de control a los cuales se completa con la incertidumbre de parámetros. Los controladores diseñados utilizan la realimentación de estados del sistema
Diseño e implementación de un sistema de control de voltaje y frecuencia de un sistema eléctrico de potencia a escala para la Universidad Politécnica Salesiana, sede Cuenca
Get PDFThis paper presents the simulation and implementation of a PID controller by using the MATLAB and LabView software. The controlled process is an Electrical Power System scale, which is operating in the laboratories of the Universidad Politécnica Salesiana of Cuenca. The controller’s purpose described is to maintain fixed the values of frequency and voltage produced by a synchronous generator and a coupled three-phase motor by their shafts by a band, to various external agents disturbances such as load variation in the power grid.El presente articulo presenta la simulación e implementación de un controlador PID, mediante el uso del MATLAB y LabView. El proceso controlado es un sistema eléctrico de potencia a escala, el cual se encuentra operativo en los laboratorios de la Universidad Politécnica Salesiana de Cuenca. El controlador descrito tiene el objetivo de mantener fijos los valores de frecuencia y voltaje producido por un generador síncrono y un motor trifásico acoplado por sus ejes mediante una banda, ante los distintos agentes externos de perturbaciones como la variación de la carga en la red eléctrica
Estudio de un nuevo procedimiento para medir la conductividad y difusividad térmicas de materiales
Get PDFIn the present work it has been studied the possibilities and limitations of non-stationary method, which uses heat as a source of light radiation. In this method, a new variant proposed by this group, the light is impinged evenly over one of the end surfaces of a cylinder lateral surface heat insulated, keeping the temperature constant at the other end.Similarly, the possibility of using the above method for measuring the diffusivity and thermal conductivity (?,?) fluid is analyzed and how it could be used to check the validity of the Hamilton and Crosser´s model (HC) to the case of nano-fluids. It has been called nano-fluid, fluid anyone conventionally used for heat exchange, to which are added nano-particles in order to increase its thermal conductivity, thereby improving their ability to exchange heat.En este trabajo se estudia las posibilidades y limitaciones de un método no-estacionario, que utiliza como fuente de calor la radiación luminosa. En el mismo, que es una nueva variante propuesta por este grupo, la luz se hace incidir homogéneamente sobre una de las superficies extremas de un cilindro de superficie lateral termoaislada, manteniéndose constante la temperatura en el otro extremo.Asimismo, se analiza la posibilidad de utilizar dicho método para medir la difusividad y conductividad térmicas (?,?) de fluidos; igualmente, la forma en que este pudiera ser empleado para comprobar la validez del modelo de Hamilton y Crosser (HC) para el caso de los nanofluidos. Se le llama nanofluido a todo aquel fluido que, convencionalmente, es utilizado para intercambiar calor, al cual se le agregan nanopartículas con el propósito de aumentar su conductividad térmica, mejorando así su capacidad para intercambiar calor
Cálculo numérico de las propiedades térmicas efectivas de un compuesto por elementos finitos
Get PDFThe development of new methods for determining the thermal properties of composite materials is always in constant progress. This study proposes a one-dimensional method for the numerical calculation of effective thermal conductivity and diffusivity in heterogeneous solid materials (composite), between [10--20 °C], using the program Solidworks 2016, which is based on the method of Finite Element Calculation. First, the temperature distribution is obtained as a function of the coordinate and time; then, the theoretical model, the Parabolic Heat Diffusion Equation in one dimension, is adjusted to the data obtained in the simulation to obtain the solution. Initially, the temperature distribution in a homogeneous solid copper bar, known material, is modeled under a constant heat flux at , yielding thermal conductivity and diffusivity values in accordance with those reported in the literature, with a relative error of 0.01% and 0.7% respectively. Then, the temperature distribution is modeled in a heterogeneous solid bar based on copper (65.7%)--lead (34.3%) and, under the same heat flow condition, the simulated values of temperature in function of the time with which the effective thermal conductivity and diffusivity of this compound are calculated. The obtained results show consistency and reliability because they are within the range established by previous studies.El desarrollo de nuevos métodos para determinar las propiedades térmicas de materiales compuestos está siempre en constante avance. En este estudio se propone un método unidimensional para el cálculo numérico de la conductividad y difusividad térmicas efectivas en materiales sólidos heterogéneos (compuestos), entre [10--20 °C], mediante el uso del programa Solidworks 2016, el cual se basa en el método de cálculo de elementos finitos. Primero, se obtiene la distribución de temperatura en función de la coordenada y el tiempo; luego, se ajusta el modelo teórico, la ecuación parabólica de difusión del calor en una dimensión, a los datos obtenidos en la simulación para obtener la solución. Inicialmente, se modela la distribución de temperatura en una barra sólida de cobre homogénea, material conocido, bajo un flujo de calor constante en , arrojando valores de conductividad y difusividad térmicas de acuerdo con los reportados en la literatura, con un error relativo de 0,01 % y 0,7 % respectivamente. Luego se modela la distribución de temperatura en una barra sólida heterogénea a base de cobre (65,7 %)-plomo (34,3 %) y, bajo la misma condición de flujo de calor, se obtienen los valores simulados de temperatura en función del tiempo con los cuales se calculan la conductividad y difusividad térmicas efectivas de este compuesto. Los resultados obtenidos muestran consistencia y confiabilidad pues se encuentran dentro del rango establecido por estudios anteriores
Implementación de sistemas distribuidos de bajo costo bajo norma IEC-61499, en la estación de clasificación y manipulación del MPS 500
Get PDFThe development of new technologies, requirements for new benefits and the limitations given by manufacturers of automation software and hardware have promoted the development of new standards. The aim of this paper is the implementation of low-cost distributed systems under IEC-61499 standard, and will be implemented at the classification and handling station of the FESTO MPS-500, in these modules it is possible to use practical problems of real industrial applications.The IEC-61499 standard standardizes the environment of programming for distributed systems. It has a high versatility for systems’ design because it allows the use of independent software from the hardware that is being used. In implementation the process, we used the software 4DIAC, where new function blocks (FBs) for process control were created. The FORTE runtime was executed on a raspberry Pi card. The IEC-61499 standard allows the system designer to create an event-driven function-blocks execution model, so that the designer can prioritize the execution order and easily modify some parameters of the plant.El desarrollo de las tecnologías, los requerimientos de nuevas prestaciones y las limitantes dadas por los fabricantes de software y hardware para la automatización ha hecho que nuevos estándares sean desarrollados. El presente trabajo tiene como propósito la implantación de un sistema distribuido de bajo costo, usando la norma IEC-61499 en la estación de clasificación y manipulación del MPS-500. En estos módulos se pueden dar problemas de aplicaciones industriales reales. IEC-61499 estandariza un entorno de programación para sistemas distribuidos y tiene un alto nivel de versatilidad para el diseño de sistemas, pues combina software y hardware de manera independiente. Se utilizó el software 4DIAC y se crearon nuevos bloques de función (FB) para el control del proceso y el runtime FORTE fue ejecutado en una tarjeta Raspberry Pi. La norma IEC-61499 permite al diseñador del sistema crear un modelo de ejecución de bloques de función conducido por eventos, de esta manera, puede dar prioridad a la orden de ejecución y modificar fácilmente algún parámetro de la planta
Impactos en el consumo de energía eléctrica por el uso de refrigeradores eficientes - caso Ecuador
Get PDFThis article presents an analysis of the impacts that the Renova Refrigerator program will have, on electricity consumption in Ecuador; the main objective of this program is to replace refrigerators that are more than 10 years old with efficient class “A” domestic refrigerators. The development and implementation of the program reduces energy consumption by 8\%, motivates people to use electric energy efficiently and encourages the national industry to use new technologies, which increases productivity and domestic product consumption.Additionally, in compliance with the current Ecuadorian and international regulations, the variation in electricity consumption of a domestic refrigerator is evaluated when it runs at the different temperatures determined by the thermal floors, which are very distinct in the Coast, Sierra and eastern regions of Ecuador.En este artículo se presenta un análisis de los impactos que tendrá el programa «Renova Refrigerador», en el consumo de energía eléctrica en el Ecuador; programa que tiene como principal objetivo la renovación de refrigeradores domésticos eficientes etiquetados con A, por refrigeradores ineficientes y con una vida útil que ha sobrepasado los diez años. Su desarrollo e implementación contribuye a la reducción de consumo energético en un 8 %, motiva a la población a utilizar la energía eléctrica de manera eficiente e impulsa a la industria nacional en el uso de nuevas tecnologías incrementando así la productividad y el consumo de productos nacionales.Bajo el cumplimiento de la normativa vigente ecuatoriana y sus similares internacionales; se considera, además, la variación en el consumo eléctrico que presenta un refrigerador doméstico cuando trabaja a distintas temperaturas, determinadas por los pisos térmicos, marcados plenamente en el Ecuador por las regiones Costa, Sierra y Oriente
Fomento del metabolismo energético circular mediante generación eléctrica proveniente de rellenos sanitarios: estudio de caso, Cuenca, Ecuador
Get PDFThe provision of resource and energy for the cities is the goal for the urban planning team. 50% or more of the people is living on the metropolitan area of the cities and this trend is expected to increase. Under the urban metabolism approach to cities they can be considered as an artificial ecosystem that requires materials, nutrients, water and energy. Obtaining these resources causes enormous pressure on the environment, not only by the requirements of raw material but by production of contaminants. This paper propose a new behavior of recovering resources arises, changing the urban model from a linear to a circular metabolism. One technology that meets these requirements is to use biogas from landfills to generation of electricity. Reducing purchasing of energy import to the city and emissions of greenhouse gases are reduced too. The analysis of Pichacay Landfill, located in the city of Cuenca, Ecuador, was prepared.La provisión de recursos y energía para las ciudades es un reto para los planificadores urbanos. Más del 50% de la población está concentrada en las ciudades y se espera que esta tendencia se incremente. Bajo el enfoque del metabolismo urbano a las ciudades se las puede considerar como un ecosistema artificial, que requiere de materiales, nutrientes, agua y energía. La obtención de estos recursos ejerce una enorme presión sobre el medioambiente, no solo por el requerimiento de materia prima sino por la emisión de emisiones, residuos y efluentes. Por ello se plantea nuevas formas de recuperar los recursos, cambiando el modelo urbano desde un metabolismo lineal a uno circular. Una de las tecnologías que reúne estos requisitos es utilizar el biogás de los rellenos sanitarios para producir energía eléctrica. De esta manera se disminuye la importación de energía fuera de la ciudad y se reducen las emisiones de gases de efecto invernadero. Se focaliza el análisis al Relleno Sanitario de Pichacay, ubicado en la ciudad de Cuenca, Ecuador