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Diseño de un dispositivo para la realización de ensayos de fatiga "IN-SITU" / Design of a stage for "IN-SITU" fatigue testing

Hernández, Nicolás R. (2011) Diseño de un dispositivo para la realización de ensayos de fatiga "IN-SITU" / Design of a stage for "IN-SITU" fatigue testing. Proyecto Integrador Ingeniería Mecánica, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro.

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Resumen en español

Se describe el proceso de diseño y construcción de un dispositivo que permita la realización de ensayos mecánicos de fatiga en flexión combinados con la observación simultánea de la superficie utilizando, por ejemplo, microscopía óptica o microscopía electrónica de barrido (ensayos mecánicos de fatiga in-situ). Se analizaron productos similares disponibles en el mercado y diferentes posibilidades para el accionamiento. Como resultado, se optó por un actuador solenoide en conjunto con una trasmisión de diseño propio. Durante el desarrollo del trabajo se hizo uso de diversas herramientas disponibles en el Centro Atómico Bariloche (CAB) e Instituto Balseiro (IB), entre las cuales se destacan el software de diseño CATIA utilizado como software de CAD y el centro de mecanizado CNC disponible en el Taller de Electromecánica del CAB. La electrónica de potencia, así como el algoritmo de control fueron desarrollados exclusivamente para el dispositivo, al igual que el programa de generación de señales de excitación y adquisición de datos, implementado en el software de programación Labview. Como producto final se obtuvo un prototipo instrumentado y funcional con el cual se realizaron mediciones preliminares de verificación de funcionamiento, controlando el desplazamiento de la muestra y adquiriendo datos de valores máximos y mínimos de carga y desplazamiento. Los resultados positivos de estas mediciones alientan la realización de los ensayos in-situ y la optimización futura del dispositivo.

Resumen en inglés

The design and construction of a mechanical bending fatigue testing device with simultaneous observation of the surface using optical or scanning electron microscopy are described. Similar devices for in-situ testing available in the market were analyzed and different possibilities for actuation have been explored. As a result, a solenoid linear actuator working in combination with a specific mechanics transmission system was selected for the design proposed in this work. Along the development of the project, a variety of resources available at Centro Atómico Bariloche (CAB) and Instituto Balseiro (IB) have been employed. Worth to mention are the software CATIA, which was used as a CAD tool, and the CNC machining center, which was used to manufacture specific, commercially not available, components. The power electronics, as well as the control algorithm were specifically developed for the designed device. A Labview scripted software was used for excitation signal generation and data acquisition. As a final product, a functional instrumented prototype was obtained. Preliminary tests have been performed under displacement control of the specimen acquiring load and displacement maximum and minimum values. These first positive results indicate the feasibility of performing in-situ fatigue testing and encourage further improvements and optimization of the first prototype developed in the present work.

Tipo de objeto:Tesis (Proyecto Integrador Ingeniería Mecánica)
Palabras Clave:Fatigue; Fatiga; Mechanical tests; Ensayos mecánicos; Actuators; Accionadores; Control; Solenoid; Solenoides;
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Materias:Ingeniería mecánica
Divisiones:Investigación y aplicaciones no nucleares > Física > Física de metales
Aplicaciones de la energía nuclear > Tecnología nuclear innovativa > Desarrollos electrónicos
Código ID:285
Depositado Por:Marisa G. Velazco Aldao
Depositado En:15 Sep 2011 09:27
Última Modificación:15 Sep 2011 09:29

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