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L’economia catalana en el context global: nova globalització, política industrial i dinàmiques institucionals
No full textAquest treball pretén identificar l'impacte en l’economia catalana d'un triple repte en el context global dibuixant tres escenaris possibles. Inicialment es presenta el triple repte global, seguidament es revisen dos informes recents de referència a la Unió Europea (UE) que tenen implicacions importants per a Catalunya (informes Letta i Draghi) i es conclou amb la presentació dels tres escenaris per a l’economia catalana
Advanced Equilibrium Analysis of Spherical Masonry Domes: An Integral Formulation
Get PDFThe equilibrium of spherical domes is a fundamental topic in structural engineering, particularly for masonry structures, where the material’s inability to resist tension influences the force distribution. This study proposes an integral formulation for the equilibrium of a spherical dome, incorporating normal stresses and shear stresses, explicitly considering their spatial variations. The formulation extends classical membrane and bending theories by integrating the effects of stress gradients and torsional moments, providing a more detailed understanding of force equilibrium. The proposed approach aligns with and extends the concept of thrust surfaces, as discussed by Sajtos et al. (2020), introducing a framework that accommodates general force distributions and possible cracking patterns. The results suggest that the inclusion of moment equilibrium considerations leads to a more precise determination of the structural safety of cracked domes. This study contributes to the ongoing research on the stability and failure mechanisms of domes by offering a more comprehensive analytical framework
Análisis numérico del efecto de la velocidad de deformación en laminados CFRP tipo tejido con agujero
No full textEventualmente las estructuras aeronáuticas pueden estar sometidas a eventos de impactos como los que pueden ocurrir durante un aterrizaje de emergencia o un accidente aéreo. En estos sucesos es necesario poder predecir el comportamiento de las estructuras sometidas a procesos dinámicos para poder asegurar la seguridad e integridad de las mismas. Dado que en la actualidad una gran parte de las estructuras se realizan en materiales compuesto es necesario definir un sólido conocimiento de cómo éstos se comportan bajo cargas dinámicas o procesos a altas velocidades de deformación. Siendo el estudio de laminados compuestos de fibra de carbono (CFRP) a altas velocidades de deformación uno de los principales desafíos en la industria aeronáutica. Varios investigadores han estudiado el efecto de la velocidad de deformación en laminados CFRP de estructura tipo tejido mediante el sistema experimental de barras Hopkinson (Split Hopkinson Pressure Bar - SHPB). Sin embargo, la comunidad investigadora aún no ha llegado a un acuerdo para encontrar una metodología sólida que describa con precisión la respuesta ante elevadas velocidades de deformación de los laminados CFRP tipo tejido. Es más escaso aún el número de estudios acerca del efecto de agujeros en régimen dinámico para describir el efecto del factor de concentración de tensiones. Aunque muchos estudios han desarrollado simulaciones numéricas para analizar el proceso de fractura en CFRP basándose en las teorías de la mecánica de fractura, hay poca información sobre la dependencia de la velocidad de deformación en laminados de CFRP tipo tejido con agujero.
En este trabajo, se propone un modelo constitutivo para describir el comportamiento mecánico de los laminados de tejido CFRP sometidos a compresión dinámica, incluyendo la dependencia de la velocidad de deformación. Finalmente, se ha realizado una modelización numérica utilizando el software Abaqus/Explicit de ensayos a compresión en muestras de laminados CFRP con agujeros, a diferentes velocidades de deformación (cuasi-estáticas y dinámicas) utilizando diferentes orientaciones de las fibras. Los resultados de las simulaciones han sido validados en base a los resultados de una campaña experimental
Thermal induced stress analysis in type V CFRP pressure vessels for cryogenic applications. (Análisis de esfuerzos térmicos inducidos en recipientes a presión tipo V para aplicaciones criogénicas)
No full textDuring the manufacturing of thermoset-based Carbon Fiber Reinforced Polymers (CFRPs), micro-residual stresses are developed within the material due to the different chemical-thermal-mechanical properties of the fiber and the polymer. Considering cryogenic applications, the temperature change from ambient temperature to operating conditions (for example in liquid nitrogen which is at -196°C) involves a temperature change of more than 300°C considering curing temperature from manufacturing. This temperature change develops micro-residual stresses and ply residual stresses that could trigger premature transverse failure or micro-cracking, reducing the effective mechanical performance of the pressure vessel. In this work, a 3D finite element model of the CFRP pressure vessel is developed considering a discretization at meso-scale level, with the actual ply stack orientations and thickness profiles to study the thermo-mechanical residual stresses and the remaining pressure load carrying capacity at cryogenic conditions. The material model was calibrated with experiments on the unidirectional composite at ambient temperature, and cryogenic temperature. The results show that the thermo-mechanical residual stresses can achieve more than 50% of the ply transverse strength, pressure load carrying capacity is reduced and premature transverse failure can be triggered if these effects are not considered during design.
Durante la fabricación de polímeros reforzados con fibra de carbono (CFRP) termoestables, se producen esfuerzos micro residuales dentro del material debido a la disimilitud entre las propiedades termo mecánicas y químicas entre la fibra y el polímero. En aplicaciones criogénicas, la variación de temperatura desde la temperatura ambiente hasta la temperatura de operación, donde por ejemplo el nitrógeno líquido que está a -196°C, implica un cambio de temperatura de más de 300°C considerando la temperatura de curado. Este cambio de temperatura desarrolla tensiones micro residuales, y tensiones residuales en las láminas que pueden activar prematuramente mecanismos de falla transversal o micro fisuras, reduciendo el rendimiento efectivo del recipiente a presión. En este trabajo se desarrolló un modelo 3D utilizando elementos finitos del recipiente a presión de CFRP, considerando una discretización a nivel de meso-escala, con las orientaciones reales de las láminas y de los perfiles de espesores, para estudiar las tensiones residuales termo-mecánicas y la resistencia remanente en condiciones criogénicas bajo presión interna. El modelo de material se calibró con ensayos experimentales del material compuesto unidireccional a temperatura ambiente y a temperatura criogénica. Los resultados muestran que las tensiones residuales termomecánicas pueden alcanzar más del 50% de la resistencia transversal de la lámina, y es posible obtener una falla transversal prematura en la lamina del compuesto si no se tienen en cuenta estos efectos durante el diseño
3D printing by direct ink writing of graphite electrodes using whey as sustainable binder
Get PDFTraditionally, electrodes are produced by coating slurries of porous carbon powders on thin metallic plates. With the development of additive manufacturing technologies, new production methods have been studied in the literature that are intended to the fabrication of 3D electrodes with geometries that offer advantages in terms of easing the different transport phenomena involved in electrochemical processes. However, the low mechanical strength of the 3D electrodes hampers their applicability. This study introduces a novel method for producing graphite/graphene oxide electrodes that possess adequate flexural strength. The proposed method involves using whey, a sustainable by-product of the dairy industry, as a binder. The electrodes are made by direct ink writing (a room temperature extrusion 3D printing technique) which allows the manufacture of 3D structures by overlapping layers of material filaments. By using this technique, electrodes with geometries tailored to satisfy the specific requirements of the application can be prepared. Specifically, we have developed electrodes for water splitting with complex geometries in which the active surface area is enhanced and that guarantee a quick release of the bubbles formed in the reaction, thus avoiding the problems related to mass transport associated to conventional, flat electrodes
