Absorción de energía generada por cargas de impacto en estructuras celulares  funcionalmente graduadas mediante elementos finitos

Montesino Loza, Andrés Felipe; Rubio Nieto, Jorge David

Absorción de energía generada por cargas de impacto en estructuras celulares funcionalmente graduadas mediante elementos finitos

dc.contributor.advisor	González Estrada, Octavio Andrés
dc.contributor.author	Montesino Loza, Andrés Felipe
dc.contributor.author	Rubio Nieto, Jorge David
dc.contributor.evaluator	Pinto Hernández, William
dc.contributor.evaluator	Sánchez Acevedo, Heller Guillermo
dc.date.accessioned	2022-04-12T21:51:18Z
dc.date.available	2022-04-12T21:51:18Z
dc.date.created	2022-03-30
dc.date.embargoEnd	2024-03-30
dc.date.issued	2022-03-30
dc.description.abstract	Los sólidos celulares están siendo ampliamente implementados en diferentes sectores industriales como el civil, aeroespacial, naval, seguridad industrial, entre otros, por ser una opción eficiente en términos de sus propiedades mecánicas, térmicas, eléctricas y acústicas, comparados con otro tipo de estructuras. El objetivo de este trabajo es analizar, haciendo uso del método de elementos finitos, la influencia de los parámetros geométricos de estructuras celulares fabricadas mediante manufactura aditiva (AM) con la técnica de modelado por deposición fundida (FDM) en su capacidad de absorción de energía. En primer lugar, se diseñaron diferentes topologías de estructuras celulares uniformes y funcionalmente graduadas. Luego, se realizaron modelos numéricos de impacto mediante análisis por elementos finitos (FEA) con el fin de evaluar la energía disipada, las fuerzas y los desplazamientos de las diferentes arquitecturas. Los resultados de este proyecto de investigación indican que hay una clara tendencia que muestra que las estructuras celulares funcionalmente graduadas en todos los rangos de energía establecidos, ofrecen una mejor respuesta a impactos de baja velocidad y por tanto, son recomendables para aplicaciones de este tipo, mientras que las arquitecturas sin clasificación funcional, son preferibles en aplicaciones estructurales, en donde la relación peso-resistencia y la rigidez uniforme, es un requerimiento importante durante el proceso de selección.
dc.description.abstractenglish	Cellular solids are being widely implemented in different industrial sectors such as civil, aerospace, naval, industrial safety, among others, for being an efficient option in terms of their mechanical, thermal, electrical, and acoustic properties, compared to other types of structures. The objective of this work is to analyze, using the finite element method (FEM), the influence of the geometrical parameters of cellular structures fabricated by additive manufacturing (AM) with the fused deposition modeling (FDM) technique on their energy absorption capacity. First, different topologies of uniform and functionally graded cellular structures were designed. Then, numerical impact modeling was performed using finite element analysis (FEA) to evaluate the dissipated energy, forces, and displacements of the different architectures. The results of this research project indicate that there is a clear trend showing that functionally graded cellular structures in all established energy ranges offer a better response to low velocity impacts and are therefore recommended for such applications, while nonfunctionally graded architectures are preferable in structural applications where the strength-to-weight ratio and the uniform stiffness is an important requirement during the selection process.
dc.description.degreelevel	Pregrado
dc.description.degreename	Ingeniero Mecánico
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.identifier.instname	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponame	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourl	https://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.uri	https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/9848
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Universidad Industrial de Santander
dc.publisher.faculty	Facultad de Ingeníerias Fisicomecánicas
dc.publisher.program	Ingeniería Mecánica
dc.publisher.school	Escuela de Ingeniería Mecánica
dc.rights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommons	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.license	Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject	Sólidos celulares
dc.subject	Graduación funcional de materiales
dc.subject	Absorción de energía
dc.subject	Método de elementos finitos
dc.subject	Manufactura aditiva
dc.subject	Modelado por deposición fundida
dc.subject	Nylon
dc.subject.keyword	Cellular solids
dc.subject.keyword	Functionally graded materials
dc.subject.keyword	Energy absorption
dc.subject.keyword	Finite elements method
dc.subject.keyword	Additive manufacturing
dc.subject.keyword	Fused deposition modeling
dc.subject.keyword	Nylon
dc.title	Absorción de energía generada por cargas de impacto en estructuras celulares funcionalmente graduadas mediante elementos finitos
dc.title.english	Energy absorption of impact loads in functionally graded cell structures by means of finite elements
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversion	http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.local	Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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