Producción Grupo de Diseño Mecánico
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Item Utilización de herramientas de matemática para el cálculo estructural de entramados planos.(2023-03) Martín, Héctor Daniel; Maggi, Norberto Claudio; Fabbro, Alejandro Antonio; Soto, Walter; Martin Gutbrod, Nicolás; Peresón, Marcos NahuelEl motivo del proyecto aquí planteado es encauzar una investigación exhaustiva destinada a obtener desarrollos intrínsecos de sistemas cerrados aporticados planos, aplicando series de potencias enteras. En los mismos, se impone la automaticidad de las condiciones geométricas de continuidad y de equilibrio de esfuerzos característicos en los nodos, en los cuales acceden dos o más barras. Se pretende abordar el estudio del comportamiento mecánico-estructural de los pórticos abiertos y cerrados, identificando las variables que influyen en las respuestas ante las acciones estáticas y dinámicas y el planteo y resolución de las ecuaciones gobernantes del problema, siempre dentro del encuadre adoptado por la Resistencia de Materiales clásica y orientado principalmente a la automatización de la herramienta, con un reducidísimo número de incógnitas. Se trabajará en la resolución de los problemas hiperestáticos por medio de la teoría de segundo orden -las cargas de punta debido a la deformación transversal modifican la acción flexional- problemática que no está, en general, incorporada en los programas comerciales tradicionales. Sistematizándolo para entramados arbitrarios por medio de series de potencias. Cabe añadir que, con esta teoría de segundo orden, fijando la relación de las cargas de punta con una carga de comparación, es posible entonces, indirectamente y cuando las deformaciones crezcan indefinidamente, hallar la denominada carga crítica. Atento a lo expresado anteriormente, los objetivos generales del proyecto son: Abordar el estudio del comportamiento mecánico-estructural de los pórticos abiertos y cerrados, identificando las variables que influyen en las respuestas ante las acciones estáticas y dinámicas. Luego, el planteo y resolución de las ecuaciones gobernantes del problema, siempre dentro del encuadre adoptado por la Resistencia de Materiales clásica, orientado principalmente a la disminución de incógnitas del problema y a la automatización de la herramienta. Recurrir a distintas estrategias para la obtención de las soluciones a través de enfoques numéricos por medio de las correspondientes simulaciones computacionales. Ampliar las soluciones y algoritmos conocidos para pórticos abiertos a entramados generales, entendiéndose como tales aquellos donde un número arbitrario de barras concurran a un mismo nodo. Desarrollar propuestas automatizadas enfocadas hacia una economía computacional, sin pérdida de precisión, comparándolas con los programas comerciales de rigidez o elementos finitos utilizados actualmente. Propender a que los cuatro ítems previos puedan incorporarse como recomendaciones para todos aquellos profesionales que desarrollan su actividad en dichas ramas de la Ingeniería Estructural. Estudiar el comportamiento estadístico en la variación de algunos de los parámetros geométricos o físicos de las barras que componen los pórticos. Armar un programa que realice todos los cálculos y que contenga pantallas de ingreso-salida de fácil interpretación para los calculistas usuarios. Dentro del abordaje específico del problema, al afrontar la estática, estabilidad, dinámica y teoría de segundo orden para la resolución de entramados generales de barras, se recurrirá a la aplicación sistemática de soluciones numéricas dentro de una propuesta en series de potencias enteras. Estas alternativas no demasiado difundidas tienen la virtud de un análisis más ingenieril que la fría utilización de los programas enlatados. Al aplicar lo que suele conocerse como condiciones de transferencia, es decir, la continuidad geométrica y el simultáneo equilibrio de los nudos, se consigue una particularidad muy destacable que es la reducción sustantiva del número de incógnitas a manejar y, de alguna manera, se van resolviendo las distintas barras en un circuito seleccionado. Entonces se produce una economía de manipulación algebraica y correspondientemente una economía de tiempo computacional. Éste es como se dijo, junto con la automatización del proceso, el objetivo principal de la propuesta aquí presentada. Se recopila la aplicación de las series de potencias en el estudio de pórticos planos poligonales abiertos, con un número arbitrario de tramos para partir de una base conocida y numéricamente comprobada. Se amplía a la misma tipología estructural al problema de compresión excéntrica de segundo orden. Logrado esto, se propone entonces automatizar el cálculo en pórticos cerrados y entramados cualesquiera, con las mismas herramientas analíticas. Finalmente analizar los efectos que se producen, en los resultados de las frecuencias naturales de vibración por ejemplo, al variar alguno de los parámetros geométricos o físicos de los entramados. Esto sería dar como ingreso gran cantidad de valores, 100 al menos, siguiendo una curva normal por ejemplo, y verificar que los resultados obtenidos de las frecuencias naturales sigan la misma curva estadística.Item Herramientas de diseño asistido por computadora y tecnologías de fabricación digital, para el desarrollo de recursos didácticos en el ámbito de la Facultad Regional Reconquista.(2020-01-01) Maggi, Norberto Claudio; Fabbro, Alejandro; Soto, Walter Ariel; Rosatti, Ezequiel AdriánActualmente, la mayoría de los procesos de enseñanza tradicionales se basan en clases que como principal recurso didáctico utilizan un pizarrón o las proyecciones de presentaciones de imágenes en un plano. Se pretende aportar un enfoque complementario al proceso tradicional de enseñanza-aprendizaje, agregando a las clases y actividades de formación, recursos didácticos materializados en objetos tridimensionales (3D). Éstos serán creados aprovechado las herramientas actuales de diseño asistido por computadora (CAD) y las tecnologías de manufactura asistida por computadora (CAM) e impresión 3D (entre otras). Este proyecto busca construir un espacio creativo para la aplicación de herramientas informáticas de diseño y modelado 3D al diseño y construcción de una amplia gama de recursos didácticos. Dichos recursos se orientarán a mejorar el proceso de enseñanza-aprendizaje y la exposición de conceptos en las cátedras de las carreras de la Facultad Regional Reconquista (FRRQ). Con el desarrollo de este proyecto se generará un producido de recursos didácticos tridimensionales, que serán diseñados y desarrollados para satisfacer necesidades específicas relevadas entre los docentes de todas las cátedras de la Facultad. Además del diseño y construcción, se desarrollará la implementación de estos recursos en las aulas, mediante un sistema de gestión de los mismos en el ámbito de la biblioteca de la facultad. De esta manera, tanto los alumnos como docentes tendrán acceso a estas herramientas de forma sencilla y organizada. Se espera generar un capital de conocimiento respecto a los diversos métodos de fabricación digital, utilizando software de diseño, laminado y post-procesamiento. También se prevé interactuar con otros grupos de investigación de la Facultad Reconquista: GRUDIM, GIERE-UTN Frrq, GIPECUTN Frrq, UECMA- UTN Frrq, brindando información sobre diseño y fabricación de elementos con materiales termoplásticos y una vinculación con el campo de la generación de energías renovables. A futuro es factible extrapolar esta iniciativa para llegar con recursos didácticos 3D a otras Facultades de la UTN, como así también a otras Universidades e instituciones educativas de nivel medio e inicial.Item Natural vibration and instabilility of plane franmes: exact analitycal solutions using power series(2020-09-07) Martin, Héctor; Maggi, Norberto Claudio; Piovan, Tulio; De Rosa, M.A.; Martin, NicolasThe objective of this article is to introduce a practical procedure for determining analytical solutions to free vibration and instability problems related to plane frames, by means of extended power series method. Transfer conditions are applied in order to guarantee geometric continuity and simultaneous equilibrium of knots or conexions. This procedure leads to an important reduction in the number of unknowns to be handled. In the problem of eigenvalue calculation of a frame (both in dynamics or statics), the solution corresponds to the nullity of a determinant whose order is substantially smaller compared to the one found by other ways (e.g. finite element method). In order to attain better presición, other procedures require an increase in the quantity of unknowns, however in the case of power series, only the degree of power is increased without enlarging the number of unknowns. A number of examples are presented in order to show the advantages of the present procedure. Moreover comparisons of computational costs are included in the examples.