López de San Martín Zapata, Rodrigo (2019) Diseño de un actuador de material con memoria de forma de NiTi para una maquina de creep-fatiga / Design of a NiTi shape memory actuator for a creep-fatigue. Integration Project in Mechanical Engineering, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro.
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Abstract in Spanish
En este proyecto se detalla el diseño de un actuador de fuerza realizado para la implementación del mismo en una máquina de ensayos de creep - fatiga desarrollada en el Laboratorio de Propiedades Mecánicas de la División Física de Metales del Centro Atómico Bariloche. Los requerimientos del mismo son proveer una carga de 500 N y una longitud de actuación de 12 mm. El núcleo actuador del dispositivo se basa en el empleo de materiales con memoria de forma de NiTi que, mediante el calentamiento de los mismos por efecto Joule, proveerán la carga requerida. Posterior al diseño, se construyo el dispositivo y se realizaron ensayos para comprobar si este resultó cumplir con los requerimientos establecidos. Para estudiar la respuesta dinámica del dispositivo, se implementaron técnicas de control de lazo abierto y lazo cerrado para la entrega de potencia eléctrica para el calentamiento de las cintas de NiTi. Los resultados preliminares de caracterización estática y dinámica muestran una adecuada perfomance del dispositivo actuador diseñado.
Abstract in English
In this project it is described the mechanical design of a force actuator. This device was made for the loading system of a creep - fatigue testing machine developed in the Laboratory of Mechanical Properties of the Metal Physics Division of the Bariloche Centre Atomic. The requirments made for this design were to provide a load of 500 N and a range of actuation of 12 mm. The mechanism is based on NiTi shape memory alloys, by Joule heating effect it is obtained a required load. The mechanism was built and tested to verify the accomplishment of the requirments established. The dynamic behaviour was characterized by implementing an open loop and a feedback control system. The results obtained after a preliminar characterization indicate the potenitiality of the here proposed shape memory based actuator.
| Item Type: | Thesis (Integration Project in Mechanical Engineering) |
|---|---|
| Keywords: | Shape memory effect; Efecto de memoria de la forma; [NiTi alloys; Aleaciones NiTi; Creep-Fatigue; Creep-Fatiga] |
| References: | [1] Delmastro, J. I. Diseño para ensayos de creep, creep - fatiga y falla por carga sostenida, 2016. 2, 6, 7 [2] Duerig, T. W., Melton, K. N., Stockel, D. Engineering Aspects of Shape Memory Alloys. Butterworth-Heinemann, 1990. 2, 3, 4 [3] ASTM. Standard test methods for conducting creep, creep - rupture, and stress - rupture tests of metallic materials, 2003. 5 [4] Kumar, J., Singh, A., Raman, S. G. S., Kumar, V. Creep-fatigue damage modeling in ti-6al-4v alloy: A mechanistic approach. International Journal of Fatigue, 98, 62-67, mayo 2017. 6 [5] Kumar, J., Rao, A. V., Raman, S. G. S., Kumar, V. Creep-fatigue damage simulation at multiple length scales for an aeroengine titanium alloy. International Journal of Fatigue, 116, 505-512, nov. 2018. 6 [6] Carracedo, C. R. Desarrollo de un dispositivo para la realización de ensayos mecánicos in-situ en probetas de dimensiones reducidas, 2014. 7, 8, 12, 14, 22, 28 [7] Budynas, R. G., Nisbett, J. K., Shigley, J. E. Diseño en ingeniera mecánica de Shigley. 9a Edición . McGrawhill, 2008. 38, 39 [8] Young, W. C., Budynas, R. Roark's Formulas for Stress and Strain. 7a edon. McGraw-Hill Professional, 2001. 43, 44, 48 [9] Timoshenko, S. P. Strength of Materials. Elementary Theory and Problems, tomo Part 1. 2a edition. 1948. 44, 48 [10] Mott, R. L. Diseño de elementos de maquinas (4ta Edicion). 4a edition. Pearson Eduacion, 2004. 45, 50 |
| Subjects: | Mechanical engineering Physics > Physics of materials Metallurgy > Alloys |
| Divisions: | Investigación y aplicaciones no nucleares > Física > Física de metales |
| ID Code: | 845 |
| Deposited By: | Tamara Cárcamo |
| Deposited On: | 19 Mar 2021 11:26 |
| Last Modified: | 19 Mar 2021 11:26 |
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