Carracedo, Cristobal R. (2014) Desarrollo de un dispositivo para la realización de ensayos mecánicos in-situ en probetas de dimensiones reducidas. / Development of a tensile stage for in-situ mechanical testing of reduced size specimens. 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 para la realización de ensayos mecánicos de tracción in-situ utilizando como núcleo actuador un material con memoria de forma de NiTi. En primer lugar, se realizó la caracterización de las propiedades funcionales relevantes del material para la aplicación considerada. En las distintas etapas asociadas al diseño mécanico se utilizó el software CATIA. Se incluye el diseño propio de una celda de carga específica para esta aplicación basada en la utilización de galgas extensométricas. Se diseño y construyó la electrónica de control y acondicionamiento de señales necesaria, utilizando como unidad de control un dispositivo Arduino en comunicación con una PC. Se desarrollo el software de control y adquisición en Visual Basic. Se obtuvo un primer prototipo de dispositivo que podría ser utilizado por un usuario genérico, al igual que en las versiones comerciales de este tipo de dispositivos. Finalmente, se realizaron ensayos preliminares con el dispositivo implementado obteni endose pruebas satisfactorias. Se demostró la viabilidad de la utilización de materiales con memoria de forma en este tipo de aplicación, comprobandose que pueden obtenerse prestaciones similares a las obtenidas mediante sistemas de actuación convencionales.
Resumen en inglés
Development of a tensile stage for in-situ mechanical testing of reduced size specimens: The development of compact tensile stage based on NiTi shape memory actuation is described. In a first step, the characterization of the functional properties of the material relevant to the considered application was performed. At various stages associated with mechanical design CATIA software was used. An own design of a load cell based on the use of strain gauges is included. The control electronics and signal conditioning required was designed and built using an Arduino device as the control unit in communication with a PC. The acquisition and control software was developed in Visual Basic. A first prototype device for a generic user use was obtained. Finally, preliminary tests were performed with the implemented device obtaining satisfactory results. The viability of the use of shape memory alloys in this type of application was demonstrated and found to have similar performance to those obtained by conventional systems.
| Tipo de objeto: | Tesis (Proyecto Integrador Ingeniería Mecánica) |
|---|---|
| Palabras Clave: | Mechanical tests; Ensayos mecánicos; Actuators; Acondicionadores, [in-situ; NiTi alloys; Shape memory alloys; Aleaciones con memoria] |
| Referencias: | [1] Wetzig, K., Schulze, D. In situ scanning electron microscopy in materials research. Akademie Verlag GmbH, Berlin, 1995. 1, 2 [2] Yawny, A., Malarra, J., Soukup, E., Sade, M. A stage for in-situ loading experiments in a sem philips 515 with a small chamber. Review of Scientic Instruments, 68 (3), 150-154, 1997. 1, 4 [3] Balbiani, J. P. Dise~no de dispositivos para la realizacion de ensayos mecacnicos in-situ. proyecto integrador de ingeniera mecanica, Instituto Balseiro, 2010. 2, 5, 6 [4] Hernandez, N. Diseño de un dispositivo para la realizacion de ensayos de fatiga 'in-situ'. proyecto integrador de ingeniera mecanica, Instituto Balseiro, 2011. 2, 5 [5] Kammrath & weiss gmbh, special developments for microscopy. (www.kammrathweiss. com). 3 [6] Gatan. (http://www.gatan.com). 3 [7] Yawny, A., Perez Ipi~na, J. In situ fracture toughness measurement using scanning electron microscopy. Journal Of Testing and Evaluation, 31, 413-422, 2003. 5 [8] Yawny, A., Perez Ipi~na, J. In situ observation of damage evolution and fracture toughness by sem. En: D. Inman, C. Farrar, V. j. Lopes, V. j. Steen (eds.) Damage Prognosis: for aerospace, civil and mechanical systems, pags. 61-73. J. Wiley & sons, 2005. 5 [9] Grupo skf (http://www.skf.com/ar). 8, 9 [10] Maxon motors [online] www.maxonmotor.es (Ultima revision, junio de 2014). 11, 12, 13 [11] Physic instrumente [online] www.physikinstrumente.com (Ultima revision, junio de 2014). 14, 15, 16 [12] Etrema products inc. [online] www.etrema-usa.com (Ultima revision, junio de 2014). 16 [13] Lederle, S. Issues in the design of shape memory alloy actuators. Department of aeronautics and astronautics, Massachusetts institute of technology, 2002. 17 [14] Puertas, G. Caracterizacion de materiales con memoria de forma base niti para diseño de acoples. proyecto integrador de ingeniera mecanica, Instituto Balseiro, 2006. 18 [15] Duerig, T. W., Melton, K. N., Stockel, D., Wayman, C. M. Engineering aspects of shape memory alloys. Butterworth-Heinemann Ltd, 1990. 30, 32, 45, 46 [16] C., L. D. Shape memory alloys. modeling and engineering aplications. pag. 106. Springer, New York, 2007. 49 [17] Incropera, P. F., DeWitt, D. P. Fundamentos de transferencia de calor. Cuarta edicion, Prentice Hill, 1999. 58 [18] Kleckers, T. Important characteristics of force transducers. HBM GmbH, Im Tiefen See 45, 64293 Darmstadt. 63 [19] Hbm test and measurement. (www.hbm.com). 64 [20] Omega engineering. (www.omega.com). 64 [21] Schaevitz measurement specialties. (www.meas-spec.com). 72 [22] Atmel corporation. (www.atmel.com). 75 [23] Arduino. (www.arduino.cc/es/). 75 |
| Materias: | Ingeniería > Ensayo de materiales Física > Física de materiales |
| Divisiones: | Gcia. de área de Investigación y aplicaciones no nucleares > Gcia. de Física > Ciencias de materiales > Física de metales |
| Código ID: | 472 |
| Depositado Por: | Marisa G. Velazco Aldao |
| Depositado En: | 27 Oct 2014 12:26 |
| Última Modificación: | 27 Oct 2014 12:26 |
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