Escuela de Ingeniería Mecánica
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Browsing Escuela de Ingeniería Mecánica by browse.metadata.advisor "González Estrada, Octavio Andrés"
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Item Análisis de la falla progresiva en materiales compuestos de manufactura aditiva reforzados con fibras continuas(Universidad Industrial de Santander, 2022-11-14) León Becerra, Juan Sebastián; González Estrada, Octavio Andrés; Pinto Hernandez, William; Pertuz Comás, Alberto; Martínez Díaz, Elkin; Valbuena Niño, Ely Dannier; Díaz Rodríguez, Jorge Guillermo; Villegas Bermúdez, Diego Fernando; Sánchez Acevedo, Heller GuillermoLa presente tesis doctoral describe el análisis de la falla progresiva en materiales compuestos de manufactura aditiva. Se propone como objetivo implementar y validar un modelo de daño progresivo para piezas de materiales compuestos de fabricación aditiva a la vista de los parámetros de proceso, mecanismos de falla, y microestructura generada. Inicialmente parte de un estudio a las propiedades mecánicas más relevantes para el diseño como son la rigidez y la resistencia usando para ello una formulación del método de promediado volumétrico de rigideces junto con expresiones micromecánicas que considera la topología de la parte. En seguida, la tesis aborda el estudio de diferentes parámetros de proceso que afectan las propiedades mecánicas, se hace énfasis en la dirección de impresión, la fracción volumétrica de fibras y en el ángulo que estas forman con la carga, basado en un enfoque con diseño de experimentos. Estos resultados son comparados con modelos basados en datos evaluando su desempeño. En un tercer tiempo la tesis analiza la falla de estos materiales al considerar laminados de varias capas en diferentes ángulos para ello propone el uso de la mecánica de daño continuo explorando su aplicabilidad a estos materiales con niveles altos de porosidades y defectos iniciales. La validación del modelo es realizada mediante la técnica de correlación digital de imágenes en un ensayo tipo open hole. Los resultados muestran que: considerar las propiedades de las estructuras celulares mejoran la exactitud de los modelos, los modelos micromecánicos predicen de mejor manera que los modelos basados en datos las propiedades mecánicas, es posible aplicar un modelo basado en la mecánica del daño continuo a piezas de fabricación aditiva, se establecen los mecanismos de daño en materiales compuestos de manufactura aditiva, y finalmente se ahonda en los factores que pueden contribuir al error en la validación.Item Caracterización hidrodinámica de flujos multifase empleando técnicas de inteligencia artificial(Universidad Industrial de Santander, 2021) Ruiz Diaz, Carlos Mauricio; González Estrada, Octavio Andrés; González Silva, Germán; Hernández Cely, Marlon MauricioDada la importancia del control de procesos en la industria petroquímica, existe la necesidad de caracterizar los fluidos en el interior de las tuberías. En este trabajo se desarrolla una metodología para la identificación de patrones de flujo, cálculo de velocidades superficiales y cálculo de la fracción volumétrica de flujos bifásicos en tuberías verticales y horizontales con diámetros entre 0.01 y 0.1 [m], a partir de la implementación de técnicas de inteligencia artificial, para una combinación líquida de dos fases compuesta por aceite con viscosidad en el rango de 792 a 1823 [Kg/m³] y agua a temperatura ambiente. Los modelos predictivos generados en la estructuración de la metodología fueron entrenados con el 70% de los datos basados en parámetros de viscosidad, diámetro de la tubería, número de Reynolds, fracciones volumétricas y velocidades superficiales de los fluidos de trabajo almacenados en bases de datos para tubería horizontal y vertical. La información restante, equivalente al 30% del total, se utilizó para desarrollar la validación automática de los modelos. Los patrones de flujo identificados por el sistema inteligente para el flujo bifásico de aceite y agua son: agitado (CHURN), disperso (D), dispersión muy fina (VFD), flujo de transición (TF), intermitente (S), estratificado (ST) y anular (A), y en conjunto con los valores de velocidades superficiales y fracciones volumétricas generados por los modelos predictivos, alcanzaron un mayor nivel de aproximación con los valores experimentales al implementar estructuras de redes neuronales, dado que los modelos ANFIS presentaban valores superiores a los generados por las RNA, siendo estos 0.00016, 0.99798 y 0.1988 %, correspondientes al MSE, R² Y MAPE respectivamenteItem Estudio de los parámetros termodinámicos para el diseño y construcción de un sistema de almacenamiento de hidrógeno usando metales de transición(Universidad Industrial de Santander, 2023-08-14) Arenas Pérez, Juan Manuel; González Estrada, Octavio Andrés; Martínez Amariz, Alejandro David; Bellón Monsalve, Daniela; Hazbón Álvarez, OmarDebido a la necesidad de investigar materiales con la propiedad de almacenar hidrógeno, se fabricó un dispositivo con capacidad de hacer experimentos de absorción y desorción de hidrógeno mediante hidruros metálicos. El sistema posee un rango de operación de 25°C - 400°C de temperatura y 1 bar - 65 bar de presión, permite almacenar y visualizar los valores de la presión y temperatura en tiempo real durante todo el proceso de formación del hidruro. El presente trabajo muestra el proceso de diseño del dispositivo, la síntesis de los hidruros metálicos TiHx, Vx Hx y el estudio de sus parámetros termodinámicos en el proceso de absorción de hidrógeno en estado sólido. Se realizó el proceso de molienda en el molino planetario (Retch PM100) con el objetivo de sintetizar la aleación metálica Tix Vx Crx y realizar su posterior hidruración. La aleación no pudo ser obtenida. Sin embargo, el polvo metálico resultante fue caracterizado mediante el método de difracción de rayos X previa, y posteriormente, al proceso de hidruración. Se realizó un segundo análisis para polvo de titanio puro bajo diferentes tiempos de molienda con el propósito de determinar su influencia en la cinética de la reacción durante los procesos de activación e hidruración. Las muestras fueron caracterizadas por medio de la técnica de difracción de rayos X, y como proceso complementario, se realizó microscopía electrónica de barrido para identificar cambios en la morfología, tamaño de partículas o aglomerado del polvo. Se obtuvieron los hidruros metálicos TiH2, Ti2 H, V2 H y β-V2 H y se logró determinar las propiedades termodinámicas de la reacción en cada muestra, así como la influencia directa entre el tiempo de molienda en la cinética de la reacción y la cuantificación del hidrógeno absorbido.