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Item Kinetic and plasmonic properties of gold nanorods adsorbed on glass substrates(2019-10-24) Gutiérrez, Marina V.; Scarpettini, Alberto FrancoMonodisperse gold nanorods with different sizes were synthesized and adsorbed on chemically modified glass substrates. Influence of surfactant molar concentration on nanorod adsorption was studied and the optimum range was determined. During substrate coverages we monitored the growth of longitudinal localized surface plasmon resonances at short times due to density increase of isolated nanorods and, at longer times, their subsequent decrease and a concurrent growth of coupling resonances owing to nanoparticle surface mobility and aggregation. Temporal evolution of amplitudes of resonance peaks in extinction spectra and nanorod counting statistics in electron micrographs were used to model both coverage and aggregation processes, as exponentiallike functions of time. Their characteristic times and saturation values were analyzed and related to kinetic parameters, nanorod dimensions and extinction coefficients. This work can be used as a predictive tool to prepare plasmonic substrates with desired optical resonances.Item Resultados numéricos y experimentales para el análisis de vibraciones libres en una placa rectangular delgada(2012-11) Carrizo, Marcos; Raffo, Javier Leandro; Morel, Eneas Nicolás; Torga, Jorge RománEl análisis de vibraciones libres en estructuras es una condición fundamental de diseño en ingeniería. Es ampliamente conocido que las frecuencias naturales y sus correspondientes formas modales son los valores a obtener en este tipo de análisis. Es por eso que el presente trabajo se enfoca en la obtención de estas magnitudes desde dos puntos de vista: el análisis numérico y las mediciones experimentales. Específicamente, los resultados de ambas técnicas se muestran para el análisis de las vibraciones libres de una placa rectangular delgada isótropa con restricción en uno de sus bordes manteniendo los otros libres. Para realizar el análisis numérico se utilizaron dos modelos: el primero se desarrolló aplicando el método de Ritz al cálculo de vibraciones libres y el segundo consistió en la modelización numérica en elementos finitos. En ambos casos se obtuvieron las frecuencias naturales y sus correspondientes formas modales. Para las mediciones experimentales también se emplearon dos técnicas: se empleó la técnica de interferometría óptica coherente, utilizando una configuración del tipo Michelson y se midieron las primeras frecuencias naturales mediante el uso de acelerómetros y técnicas de análisis de vibraciones mecánicas. Se discute la concordancia entre los resultados obtenidos por ambos métodos numéricos y ambas técnicas experimentales.Item Vibraciones de vigas y pórticos ante la presencia de fisuras. Implementación del problema inverso(2013-11) Raffo, Javier Leandro; Carrizo, MarcosEn el presente trabajo se realiza un estudio de las características dinámicas en vigas y pórticos ante la presencia de fisuras superficiales abiertas, mediante modelos analíticos y resultados numéricos. Este análisis se complementa con mediciones experimentales y técnicas de análisis de vibraciones mecánicas junto con el desarrollo de modelos numéricos con un programa de elementos finitos. Se implementa un modelo de fisura abierta en vigas y pórticos representado con un modelo de rótula elástica el cual en función de las propiedades de la fisura varía la rigidez a la flexión. La implementación del modelo de fisuras en vigas, permite el desarrollo de un método de identificación de las mismas. El método de identificación de fisuras propuesto, consiste en resolver el problema inverso de vibraciones, es decir, a partir de valores previos de frecuencias naturales obtenidas con el método analítico propuesto, con modelos de elementos finitos y con mediciones experimentales se obtienen las características de la fisura. Se presentan resultados numéricos y experimentales de frecuencias naturales, utilizados para la identificación de fisura en vigas y se presentan nuevos resultados numéricos de frecuencias naturales con comparaciones experimentales en pórticos con una fisura.Item Diseño y construcción de un banco de ensayos para mejorar la enseñanza de las materias estabilidad I y II de la carrera de ingeniería mecánica de la Facultad Regional Delta -UTN(2016-10) Raffo, Javier Leandro; Carrizo, MarcosEs bien conocido en el ámbito académico que para fortalecer el interés de los alumnos en los temas desarrollados en el aula es fundamental su participación en la realización de prácticas en los laboratorios de la facultad. En el caso del Grupo de Mecánica Computacional y Experimental (GMCyE) de la Facultad Regional Delta de la Universidad Tecnológica Nacional, contamos con experiencia en el diseño de diferentes equipos y sistemas que fueron desarrollados por la coordinación de profesionales de distintas disciplinas. Sumado al entusiasmo de los alumnos y docentes que participan dentro del grupo es que surge la idea del desarrollo del mencionado banco de ensayos. Por otra parte, desde la docencia de las materias de grado Estabilidad I y II se promueve la participación de los alumnos en la observación y resolución de problemas cotidianos de ingeniería estructural, lo que evidencia la necesidad de contar con equipamientos para realizar mediciones de los fenómenos físicos involucrados y de esta manera motivar al alumno con aplicaciones directas de los temas tratados en clase. El objetivo del presente trabajo es diseñar y construir un banco de ensayos para mejorar la enseñanza de la resistencia de los materiales, mejorar el estudio de modelos computacionales, generar un espacio de desarrollo experimental de alta precisión y como consecuencia fortalecer las investigaciones y recursos humanos de la facultad. Se presenta el diseño de un banco de ensayos capaz de aplicar cargas en diferentes direcciones a diferentes componentes estructurales. Se realizaron cálculos analíticos y modelos computacionales numéricos para el dimensionamiento del mismo. Finalmente, se presentan mediciones realizadas en laboratorio para caracterizar el mismo.Item Determinación de deformaciones, tensiones y desplazamientos en la enseñanza de resistencia de materiales.(2016-10) Raffo, Javier Leandro; Carrizo, MarcosEn la mayoría de las carreras de ingeniería, una de las primeras etapas donde confluyen conocimientos del área de la física, matemática y materiales consiste en el estudio del comportamiento macroscópico de los materiales frente a cargas externas. Esta situación requiere que el alumno, además de la habilidad de combinar conocimientos previos, debiera adquirir una llamada “intuición” o “criterio” no explícito. Muchos de estos “criterios” están asociados a prácticas, que no siempre se realizan en cursos regulares. A raíz de la experiencia en el dictado de la materia de grado Estabilidad I y II de la carrera de Ingeniería Mecánica de la Facultad Regional Delta de la Universidad Tecnológica Nacional es que evidenciamos la necesidad de contar con prácticas de laboratorio de los temas tratados en clase. En el presente trabajo se desarrollaron prácticas que dotan a los estudiantes de medios para experimentar y aplicar la teoría. Por lo tanto, se intenta mejorar el entendimiento de los conceptos teóricos y así se busca que ganen confianza para enfrentar situaciones complejas. Por otra parte se busca aumentar su motivación y compromiso con la asignatura e incentivarlos a participar de los grupos de investigación para que generen experiencia durante el cursado de su carrera. Las prácticas desarrolladas consisten en realizar cálculos analíticos complementados con modelos numéricos por el método de los elementos finitos y mediciones experimentales de deformaciones, tensiones y desplazamientos en una viga y un pórtico de dos tramos. De esta manera, los estudiantes refuerzan los conceptos estudiados en las clases teóricas y prácticas; como ser el cálculo de los esfuerzos internos, tensiones normales a la sección, energía de deformación y desplazamientos de apoyos elásticos que pueden variar su constante elástica.Item Theoretical and experimental analysis of the elastic support rigidity coefficient´s value on the natural frequencies in beams(2019-11) Carrizo, Marcos; Raffo, Javier LeandroEn este trabajo se analiza la influencia que tiene la variación del coeficiente de rigidez de los vínculos elásticos en las frecuencias naturales de vigas Euler-Bernoulli. Además, se describe qué relación existe entre las frecuencias naturales determinadas en forma analítica y experimental. Se aplica y analiza el procedimiento de ¨zero setting¨ a fin de disminuir el error sistemático asociado a la discrepancia entre los resultados analíticos y experimentales. Para alcanzar estos objetivos, las frecuencias naturales de vibración se obtienen teóricamente mediante un modelo analítico utilizando técnicas del cálculo de variaciones, donde la viga tiene sus extremos elásticamente restringidos contra rotación y traslación. Por otra parte, las frecuencias naturales son determinadas en forma experimental, mediante una cadena de medición con acelerómetros y técnicas del análisis modal experimental; empleando diferentes tipos de vinculaciones, incluido un sistema de apoyos elásticos que pueden variar su constante elástica.Item Método analítico de detección de fisuras en vigas vibrantes(2015) Raffo, Javier Leandro; Carrizo, MarcosEl desarrollo de métodos de detección de fisura es de un gran interés en ingeniería. En particular, el estudio del problema inverso de detección de fisuras en vigas a partir de valores de frecuencias naturales de vibración obtenidas experimentalmente en análisis dinámicos. En este trabajo se presenta un análisis de sensibilidad de un método analítico de detección de fisura en una viga Euler-Bernoulli a partir de valores de frecuencias naturales obtenidas previamente. También se realizan propuestas de mejoras del método de detección. Por otra parte, se realizan análisis de detección de fisura en vigas a partir de valores de frecuencias naturales obtenidas previamente con: un método analítico, mediciones experimentales con acelerómetros y con el programa Abaqus de elementos finitos. El modelo analítico propuesto se desarrolla obteniendo el problema de contorno y transición a partir de realizar el cálculo de variaciones al funcional energético de la viga en estudio para finalmente obtener la ecuación de frecuencias que es resuelta en forma exacta. Las mediciones experimentales se realizan con acelerómetros y equipamiento adecuado para obtener la respuesta en frecuencia de las vibraciones libres de la viga analizada con técnicas de análisis de vibraciones mecánicas. Por otra parte, se realizan modelos de elementos finitos con el programa Abaqus y se obtienen los valores numéricos de las frecuencias naturales. Se presentan resultados de análisis de sensibilidad de la metodología analítica propuesta para detectar una fisura, a partir de valores previos de frecuencias naturales obtenidos con la solución exacta. Se presentan valores obtenidos con el método inverso a partir de valores de frecuencias naturales determinadas experimentalmente, con el programa Abaqus y obtenidos en forma exacta.Item Síntesis de nanopartículas híbridas dieléctrico-metal y estudio de sus propiedades ópticas(2018) Paredes, María; Scarpettini, AlbertoSe sintetizaron y estudiaron nanopartículas esféricas del tipo núcleo-cáscara de sílice y oro, con control de sus dimensiones. En una primera etapa se realizó la síntesis de esferas de SiO2 monodispersas de varios tamaños, seguido de la funcionalización de su superficie. Se prepararon semillas de oro de muy pocos nanómetros, que se adsorbieron sobre las esferas funcionalizadas. Se estudió la dinámica de crecimiento de una capa uniforme de oro sobre las nanoesferas de SiO2 decoradas. Se observó la coalescencia de los grupos adsorbidos en la superficie, y se comprobó que el agente reductor y las condiciones de reacción son esenciales para evitar la nucleación del metal fuera de la superficie del núcleo. La formación de una capa de oro cerrada nos permite obtener estructuras núcleo-cascara, con esferas dieléctricas y recubrimiento metálico, cuyas resonancias plasmónicas se correlacionan muy bien con la teoría de Mie.Item Natural vibrations of anisotropic plates with several internal line hinges(Sprimger Link, 2013-05-29) Grossi, Ricardo; Raffo, JavierThis paper deals with the free transverse vibration of anisotropic plates with several arbitrarily located internal line hinges and piecewise smooth boundaries, elastically restrained against rotation and translation. The equations of motion and the associated boundary and transition conditions are derived using Hamilton’s principle in a rigorous framework. A new analytical manipulation based on a condensed notation is used to compact the corresponding analytical expressions. A combination of the Ritz method and the Lagrange multipliers method with polynomials as coordinate functions is used to obtain tables of the nondimensional frequencies and the corresponding mode shapes, for rectangular plates with different boundary conditions and restraint conditions in the internal line hinges. The cases not previously treated of two- and three line hinges are particularly analyzed.Item A Note on the Influence of Intermediate Restraints and Hinges in Frequencies and Mode Shapes of Beams(2014) Raffo, Javier; Grossi, RicardoThis note deals with the free transverse vibration of a beam with two arbitrarily located internal hinges, four intermediate elastic restraints, and ends elastically restrained against rotation and translation. The method of separation of variables is used for the determination of the exact frequencies and mode shapes. New results are presented for different boundary conditions and restraint conditions in the internal hinges. The mathematical model is also used to study the influence on the frequencies and mode shapes of varying intermediate supports that are located at the nodal points of higher modes. A detailed numerical study on the effects of the locations of intermediate translational restraints and their stiffness on the natural frequencies and mode shapes is performed for different boundary conditions. The effect of the presence of the internal hinges is alsoanalysed. Graphsandtablesofthenon-dimensionalfrequenciesandthecorrespondingmodeshapesaregiven in order to illustrate the behaviour of frequency parameters and the presence of mode shape switching.