Stefanuto, Guido (2015) Diseño de dispositivos para la realización de ensayos de fatiga "in situ" en microscopio óptico y de barrido. / Machines design for the realization of "in situ" fatigue testing inside optical and scanning electron microscopes. Maestría en Ingeniería, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro.
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| PDF (Tesis) Español 46Mb |
Resumen en español
Se trabajó en el diseño de un dispositivo que permite realizar ensayos de fatiga en flexión con observación simultánea mediante distintos dispositivos de microscopía (ensayos mecánicos in situ). Este desarrollo constituye la continuidad de un Proyecto Integrador de Ingeniería Mecánica finalizado en julio 2011 por Nicolás Hernández. Las tareas aquí realizadas incluyeron modificaciones en el sistema mecánico, el diseño de un sistema de control mediante el uso de micro-controladores y la generación de una interfaz de usuario portable para computadora. Se diseñó un sistema embebido que fue implementado en un circuito impreso conteniendo la electrónica de control y el sistema de adquisición de datos. Como producto final se obtuvo un dispositivo capaz de ciclar una muestra por flexión hasta frecuencias de 5 Hz, pudiéndose escoger dos rangos de carga máxima y desplazamiento en punto medio de la probeta. El primer rango permite una carga máxima de 80 N y un recorrido máximo de desplazamiento de 2,4 mm, equivalente a un momento flector máximo de 1,2 Nm, mientas el segundo brinda la posibilidad de emplear una carga máxima de 300 N y un recorrido máximo de desplazamiento de 0,7 mm, equivalente a un esfuerzo flector máximo de 4,5 Nm. Se realizaron ensayos preliminares en probetas de alambre de NiTi superelástico hasta 2000 ciclos para corroborar la estabilidad de funcionamiento a frecuencias de 1 Hz y de 3 Hz obteniéndose resultados satisfactorios. A partir de la experiencia adquirida, implementando las adaptaciones necesarias, se pudo abordar en forma satisfactoria el problema de control de una platina de ensayos de fretting de prótesis de cadera en rotación y de una platina para ensayos mecánicos monotónicos in situ en un microscopio electrónico de barrido.
Resumen en inglés
During the realization of this project, a device capable of performing in situ bending fatigue under the observation of microscopes was designed. This work is the succession of an Engineering Grade Integrator Project presented in July of 2011 by Nicolás Hernández. The tasks developed included modifications of the mechanical components, the design of a micro-controller based control system based in microcontrollers and the creation of a computer user interface. An embedded system was developed using a printed circuit board in which both the control electronics and the data acquisition were contained. The developed device is able to cycle a bending stress on a sample up to frequencies of 5 Hz using two ranges of force and displacement in the sample’s middle point. The first range allows a maximum force of 80 N with a 2.4 mm displacement amplitude, which is equivalent to a maximum bending stress of 1.2 Nm. With the second range, forces of up to 300 N can be applied with 0.7 mm displacement amplitude, equivalent to a maximum bending stress of 4.5 Nm. In order to measure the stability of the system, tests were carried at 1 Hz and 3 Hz for 2000 cycles in superelastic NiTi wire alloy with satisfactory results. Using the acquired experience, controls for a fretting and a monotonic displacement testing machines were developed.
| Tipo de objeto: | Tesis (Maestría en Ingeniería) |
|---|---|
| Información Adicional: | Área temática: Mecánica de Materiales. |
| Palabras Clave: | Fatigue; Fatiga; Optical microscopies; Microscopios ópticos; Scanning electron microscopy; Microscopía electrónica de barrido [Development of equipment ; Desarrollo de equipos; Fatigue tests; Ensayos de fatiga; Microcontrollers; Microcontroladores; In situ tests; Ensayo in situ] |
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| Materias: | Ingeniería > Ensayo de materiales |
| Divisiones: | Gcia. de área de Investigación y aplicaciones no nucleares > Gcia. de Física > Ciencias de materiales > Física de metales |
| Código ID: | 524 |
| Depositado Por: | USUARIO INVÁLIDO |
| Depositado En: | 22 Mar 2016 10:30 |
| Última Modificación: | 22 Mar 2016 10:30 |
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