GRUPO DE INVESTIGACION LABORATORIO DE
ESTRUCTURAS
SERVICIOS / OBJETIVOS
Brindar a la industria una valiosa herramienta de análisis experimental de deformaciones y tensiones. Ofrecer soluciones a los problemas de diseño de estructuras, piezas mecánicas, aeronáuticas, industriales y civiles; que requieran de la tecnología de los strain gages para verificar y analizar estados de deformaciones y tensiones en ellas. Integrar a la industria el uso de strain gage, como medio para:
Conocer los estados reales de tensiones y deformaciones . Incrementar la confiabilidad de desarrollos teóricos y cálculos. Optimizar el diseño y máquinas o partes existentes. Método válido para homologación por diversos códigos y normas. Método de ensayo económico. Verificar otros métodos de cálculo (FEM, sistemas energéticos, etc...). Determinar fallas recurrentes y errores sistemáticos. Determinar tensiones residuales. Análisis de vibraciones y modos propios. Ensayos dinámicos. Determinar deformaciones plásticas. Sensar tensiones, presiones, pesos, temperaturas, etc. (transductores).
RR.HH.
Director •Ing. Mecánico-Aeronáutico Luis Eduardo Ortiz: Director del Laboratorio. Master of sciences in aerospace engineering (Georgia Institute of Technology) Postgrado en Docencia Universitaria (UTN). Profesor del curso de análisis experimental de tensiones en el postgrado de ingeniería estructural. Profesor de la UTN, INAC Codirectora •Ing. Civil Elisa C. Mestorino: Codirectora del Laboratorio. Postgrado en Docencia Universitaria (UTN) Profesora de las cátedras de Estructuras y Viales en UBA, UTN, UNM Marcada trayectoria en ingeniería Vial. Becarios y colaboradores Salas David M. Barello Romina. De la Rosa Fernando. Valiente Marcial. Sanpedro Martín D. Tobio Juan Manuel. Gayubas Nicolás.
TRABAJOS REALIZADOS
Se realizaron instalaciones de strain gages sobre cañerías de conducción, con el objetivo de medir las deformaciones producidas por la soldadura de camisas de reparación.
Los resultados mostraron la necesidad de registrar las temperaturas en las zonas adyacentes a los strain gages. Debido a la incorporación de deformaciones aparentes, por altas temperaturas, el ensayo debe ser nuevamente realizado, utilizando termocuplas "sobre" los strain gages.
UNIVERSIDAD DEL COMAHUE - NEUQUEN: Dpto. de Soldadura: Medición de
deformación sobre reparación de pipeline. Contacto: Ing. Eduardo Asta. Ago 03
AISI 430
0
100
200
300
400
500
600
0 2 4 6 8 10 12Strain (%)
Engineering stress (MPa)
El análisis se basó en instalar strain gages sobre probetas de acero inoxidable AISI 430, para luego someterlas a un esfuerzo de tracción por medio de una máquina de ensayo universal y medir las deformaciones plásticas del material a través de los strain gages. Entregar los resultados al científico Denis O'Sullivan para su análisis.
Estos ensayos incorporaron la necesidad de utilizar adquisición de datos, herramienta con las que aún no contamos; pero se encuentra ya en la etapa de compra de los recursos informáticos. Como ser placas de adquisición, computadora, etc.
CORK INSTITUTE OF TECHNOLOGY. Medición de deformaciones plásticas sobre
acero inoxidable. Contacto: Científico Denis O'Sullivan (Irlanda). Jul-Sep 03
Este ensayo fue realizado en las instalaciones de WORCESTER, utilizando sus máquinas de ensayo estándar para someter a la pieza a cargas de compresión, presión interna, tracción, etc. Se instalaron strain gages tanto sobre el cuerpo de la válvula como sobre las máquinas de ensayos y sobre un tornillo de ajuste de bridas. Los resultados fueron satisfactorios.
VALVULAS WORCESTER. Medición de deformaciones sobre válvula esférica.
Objetivo verificar F.E.M. Contacto: Ing. N. Gualda. Jul 03
Roseta indicadora
Tensiones De Von Mises [kg/cm2]
C.I.T.E.F.A.: Dpto. de Estructuras. Ensayo de Homologación para las Fuerzas Armadas. Contacto: Ing. Juan Manuel Tobio. Abr 04
Se realizaron análisis de vibraciones sobre la estructura soporte de una ametralladora perteneciente a un helicóptero BELL UH1H, calibre 12,70 mm. En este ensayo fue necesario la utilización de adquisición de datos. Las indicaciones procesadas por los strain gages, distribuidos sobre toda la estructura, fueron posteriormente realizados por personal de C.I.T.E.F.A.
ENSAYOS EN EL LABORATORIO
Caños de PVC: Estudios de pandeo y carga crítica. Por Juan Manuel Tobio. Con la utilización de strain gages se pudo determinar el módulo de elasticidad del PVC utilizado en la construcción de los caños. Este ensayo se realizó en las instalaciones de la UTN-FRH, en donde se encuentra nuestro pórtico de cargas de dimensiones 2x2x4 m, construido con tubos huecos de 100x100 mm y pared de 10 mm. También disponemos de un conjunto de actuadores hidráulicos y celdas de cargas, para realizar ensayos estructurales.
LABORATORIO DE ESTRUCTURAS 2001
Bancada de motor "Guaraní": Análisis resistencial. Por Nicolás Gayubas. Se instalaron strain gages en toda la estructura soporte del motor perteneciente a un avión Guaraní. El análisis se enfocó sobre los tubos del reticulado. Esta estructura permanece en nuestras instalaciones, para futuros análisis y enseñanza de los alumnos, y no alumnos, que deseen verla o estudiarla con fines didácticos.
LABORATORIO DE ESTRUCTURAS 2001
Viga Shear Webb Appartus: Análisis de flexión y corte. Por Marcial R. Valiente.
Para este ensayo se midieron 50 strain gages distribuidos sobre dos perfiles doble T, construcción aeronáutica: dos platabandas, y un alma. Se realizaron estudios de flexión y flujo de corte.
LABORATORIO DE ESTRUCTURAS 2002
Ballesta de Cessna 182: Análisis de tensiones - Vigas curvas. Por David M. Salas.
En este ensayo se observó la ventaja de utilizar strain gages para la verificación de tensiones, ya que por considerar una condición de contorno fija, y no variable como en la realidad, las mediciones mostraron errores en la modelización matemática. El contraste con los strain gages contribuyó a la corrección.
LABORATORIO DE ESTRUCTURAS 2003
VALOR AGREGADO
Con la utilización de esta tecnología somos capaces de determinar los estado de tensión y deformación reales sobre piezas y estructuras, cuyas respuestas a la solicitación de cargas externas, son solo conocidas por métodos analíticos o computacionales, basados en modelos netamente matemáticos. Es responsabilidad del profesional verificar estos resultados por métodos experimentales, resolviendo así problemas de diseño, antes de que estos aparezcan en manos de los usuarios y/o clientes. En esta instancia es donde los análisis con strain gages, son altamente tenidos en cuenta en la industria mecánica, aeronáutica y civil, incrementando la seguridad del diseño. Esta tecnología no solo se utiliza para el análisis en piezas o estructuras prototipos, es ampliamente utilizada para la verificación "in situ" de tensiones sobre maquinaria y/o partes usadas, cuyo mal funcionamiento introduce fallas en los procesos industriales. Con el pasar de los años este producto ha sido perfeccionado y reducido en costos, llevándolo al alcance de todo aquel interesado en utilizarlo.
CONTEMPLADO POR A.S.M.E.
El CODIGO A.S.M.E. en su Sección VIII - División 2: Reglas para la construcción de recipientes a presión,
establece el uso de strain gages en su Mandatory Appendix 6: Experimental Stress Analisys. Artículo 6-
120/1: STRAIN MEASUREMENT TEST PROCEDURE. Especificando los criterios tecnológicos, a fin de ser
avalados por dicho Código.
En A.S.M.E. Sección I: Reglas para la construcción de Calderas, Appendix I - Mandatory. Appendix A,
Article A-22.6.1 también se establece el uso de strian gage para el análisis experimental de tensiones.
A.S.M.E. asegura la calidad y confiabilidad de los recipientes, calderas y cañerías diseñados bajo sus criterios de seguridad, lo que incrementa el valor agregado de su producto.
"STRAIN GAGE TECHNOLOGY" A SU ALCANCE
APLICACIONES
Las aplicaciones de esta tecnología son muy variadas. Pudiéndose realizar mediciones puntuales de
tensiones por medio del análisis experimental de las deformaciones, o medir otros parámetros como ser
aceleraciones, pesos, presiones, temperaturas, etc. El principal concepto de su aplicación radica en el
conocimiento de su tecnología y en la capacidad de los instrumentos de medición, dejando abierto un
portal al ingenio...
CONCLUSIONES
Los strain gages tienen aplicaciones en todas las ramas de la ciencia, como, física,
medicina, robótica, ingeniería civil, mecánica, aeronáutica, espacial, etc.
Empresarios, científicos, investigadores, y de todos aquellos interesados, que hoy
deseen utilizarlos, pueden hacerlo.
LABORATORIO DE ESTRUCTURAS
SALAS DAVID M. Investigador en el Laboratorio de Estructuras de la UTN-FRH, cuatro años de experiencia: Instalación de strain gages para análisis
extensiométricos. Estudiante de ingeniería aeronáutica, 4° año UTN-FRH. Técnico
mecánico recibido de la E.N.E.T. N° 1 Otto Krause, 1996. Miembro de la Sección
de Estudiantes ASME.
VALIENTE MARCIAL R. Investigador en el Laboratorio de Estructuras de la UTN-
FRH Estudiante del 5º año de ingeniería aeronáutica. Técnico Aeronáutico recibido
en la E.E.T. Nº 4 I Brigada Aérea de El Palomar. Marcada experiencia en
reparaciones de estructuras aeronáuticas. Amplia experiencia en la instalación de
strain gage. Miembro de la Sección de Estudiantes ASME.
SANPEDRO MARTIN D. Colaborador en el Laboratorio de Estructuras de la UTN-FRH Estudiante del 5º año de ingeniería aeronáutica .Experiencia en manejo de Código
ASME. Ayudante en la cátedra Mecánica del Continuo. Alto desempeño académico.
Miembro de la Sección de Estudiantes ASME.