Examinando por Materia "Mechanical properties"
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Publicación Acceso abierto Análisis del efecto de la ceniza de biomasa como sustituto parcial del cemento en la elaboración de concreto simple(Universidad de Córdoba, 2020-11-13) Araujo Bravo, Moises; Laza Ospina, Martin; Gonzalez Doria, Yahir EnriqueEsta monografía consta de 5 etapas que abarcan en totalidad la idea o tema principal. En el primer capítulo se habla del concreto, cuáles son sus componentes principales, propiedades mecánicas, el esfuerzo a la compresión y tipos de concreto. Se describe el proceso por el cual se obtiene el cemento y los diferentes tipos de cementos que existen. En el segundo capítulo se habla de las innovaciones en el ámbito de la construcción, en particular lo relacionado con el concreto, dentro de las cuales encontramos el tema principal de esta monografía que es la sustitución parcial de cemento por ceniza de biomasa. Así se da paso, al tema concerniente a las diferentes cenizas de biomasa utilizadas como sustituto parcial del cemento en el capítulo 3, el cual tiene entre sus principales exponentes la ceniza de cascarilla de arroz y la ceniza volante, entre otros. El capítulo cuatro, toma como tema principal el uso de la ceniza de estiércol bovino, en él se describen las características del estiércol de ganado, sus componentes químicos, los métodos usados para realización de las diferentes investigaciones y se exponen los diferentes resultados. Finalmente se hace una comparación entre los diferentes estudios hechos con las diferentes cenizas de biomasa, para determinar características principales entre uno y otro, y poder culminar con las conclusiones.Publicación Acceso abierto Análisis sobre las propiedades físicas y mecánicas de la madera teca (tectona grandis)(2020-11-05) Castro Blanco, Julio Andrés; Paternina Reyes, María José; Espitia Sanjuán, Luis ArmandoEn la presente monografía se comparan y analizan las propiedades físicas y mecánicas de la madera Teca (Tectona Grandis), reportados en diferentes lugares del mundo, con el objetivo de visualizar como el lugar de procedencia en función de la edad, el contenido de humedad, la orientación de la fibra entre otros factores, pueden afectar estas propiedades. Igualmente, se verificó si los valores reportados para esta madera cumplen con los requerimientos mínimos de calidad exigidos en la (Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica, 1997).Publicación Acceso abierto Caracterización de la fibra del pseudotallo del plátano como potencial refuerzo para la elaboración de materiales compuestos(Universidad de Córdoba, 2023-02-21) Montoya Berrío, Julián Esteban; Negrete Martínez, Juan De Dios; Unfried Silgado, JimyIn this work, the pseudostem fiber of the banana variety Hartón (Musa paradisiaca) from agricultural residues of the department of Córdoba was characterized in order to evaluate its potential as a reinforcement of polymeric matrix composite materials. The fibers were extracted through the debarking process and dried at temperatures of 40° and 90°C. Morphological characteristics were determined by scanning electron microscopy SEM and stereoscopy. Fourier transform infrared tests - FTIR, bromatology and thermogravimetry - TGA allowed the chemical characterization; the mechanical properties were obtained by tensile tests. A statistical analysis was carried out that allowed to relate the diameters with the mechanical properties and drying temperatures. Microfibrils composed of cellulose, arranged helically within the fiber and agglutinated mainly by lignin and hemicellulose, were observed. FTIR analysis corroborated these components, as well as functional groups such as hydroxyl and aromatic. The bromatological tests showed that the fiber has 13.63% lignin, 41.17% cellulose and 11.51% hemicellulose. Experimental values of Young's modulus, maximum tensile strength and deformation were obtained for fibers dried at 40°C of 13.6±5.7 GPa, 236.4±112.9 MPa and 1.6±0.3%, respectively. While for the fibers treated at 90°C, 12.3±4.5 GPa, 227.0±97.0 MPa and 1.6±0.3, respectively were obtained. It was concluded that, on average, the drying condition did not significantly affect the diameter of the fibers or their mechanical properties. On the other hand, at smaller diameters higher mechanical properties will be obtained. In the fibers dried at higher temperatures, greater surface degradation is evidentPublicación Acceso abierto Caracterización química, física y mecánica de materiales compuestos con matriz de ácido poliláctico y refuerzo particulado de cáscaras de marañón elaborados a través de la técnica de moldeo por deposición fundida(2023-02-22) Paternina reyes, María José; Espitia Sanjuán, Luis Armando; Colorado Lopera, Henry AlonsoIn this work, composite materials with polylactic acid matrix were made, varying the percentages of cashew shell particles 0.5%, 1% and 2% using the fused deposition molding (FDM) technique; The cashew shells were dried at 250ºC and crushed mechanically, using particles with a size smaller than 63 um to manufacture them. Polylactic acid and cashew shells were characterized by FTIR, scanning electron microscopy, thermogravimetric analysis, lignocellulosic analysis, and for the composite materials obtained, mechanical tests were carried out to obtain tensile and flexural mechanical properties according to ASTM D638 and ASTM D790 standards, In addition to the analyzes of the fractures obtained in each test. It was found that the shell has the presence of hemicellulose, cellulose and lignin, in addition to other minerals present in smaller quantities. The drying process at 250ºC managed to eliminate the anacardic acid present in the cashew shell. It was evidenced that the composite materials with 0.5% cashew shell particles had higher values of modulus of elasticity and tensile strength, however, in the yield stress, the 1% composite materials presented the highest properties. On the other hand, in bending, an increase in bending resistance was observed as the percentage of added particles increased.Publicación Embargo Desarrollo de un material compuesto mediante impresión 3D por impregnación in situ con matriz termoplástica y refuerzo continuo de fibra de mesocarpio de coco(Universidad de Córdoba, 2024-08-16) Ávila Díaz, César Iván; Unfried, Jimy; Jaramillo Muñoz, Andrés Felipe; Colorado, HenryEl uso de fibras naturales provenientes de cultivos agroindustriales han demostrado ser un importante insumo para la generación de materiales compuestos, debido a que presenta propiedades mecánicas superiores a matrices poliméricas comunes. Este estudio desarrolló un material compuesto de matriz de ácido poliláctico (PLA) reforzado con fibra continua del mesocarpio de coco, fabricado mediante impresión 3D por filamento fundido (FFF) con impregnación in-situ. El objetivo fue investigar la influencia del porcentaje de adición de fibra y el tratamiento superficial en las propiedades mecánicas del compuesto. Se implementaron métodos de funcionalización para fabricar hilos continuos de mesocarpio de coco con diferentes fracciones volumétricas y se adaptó la técnica FFF para generar muestras. La metodología incluyó caracterización morfológica y térmica de las fibras, optimización de parámetros de impresión, y análisis de adhesión interfacial fibra-matriz. Se evaluaron propiedades mecánicas a tensión y flexión del compuesto y la matriz pura. Los resultados mostraron que el tratamiento superficial y la fracción volumétrica de las fibras influyen significativamente en las propiedades mecánicas del compuesto. Además, la optimización de los parámetros de impresión mejoró la calidad del material compuesto. Se concluyó que la técnica de FFF con impregnación in-situ es viable para producir materiales compuestos reforzados con fibras naturales, ofreciendo un enfoque prometedor para el desarrollo de materiales sostenibles con mejoras en sus propiedades mecánicas.Publicación Acceso abierto Efecto de la corrosión en las propiedades mecánicas de juntas soldadas de acero de alta resistencia y baja aleación.(2020-11-05) Díaz Ávila, Álvaro Manuel; Hincapié Carvajal, Rubén Darío; Unfried Silgado, JimyLa corrosión surgida en los cordones de soldadura y material base cercano a estos se da por el cambio o transformación de la microestructura del material base, obteniendo fases más reactivas a la corrosión o fases que interactúan entre ellas provocando que la degradación del material se acelere. En la presente monografía se estudió el efecto de la corrosión en las propiedades mecánicas de juntas soldadas de acero de alta resistencia y baja aleación. Se recolectaron datos de diferentes investigaciones en las cuales se evidencio que la soldadura al arco de los aceros de baja aleación y alta resistencia (ARBA) provoca cambios en las propiedades mecánicas de estos. De igual manera se recolectó información de autores que estudiaron la correlación entre el proceso de soldadura y la corrosión en las juntas expuestas a ciclos térmicos y determinaron que existían cambios en las propiedades mecánicas tanto de material base, de la zona afectada por el calor y el material de aporte. Existe una relación estrecha entre la soldadura, el cambio en la microestructura del material debido a este proceso, la corrosión debido a la aparición de nuevas fases o disminución de estas, el cambio en el tamaño de grano de la región cercana al cordón de soldadura y la disminución de las propiedades mecánicas del material base.Publicación Acceso abierto Efecto de la variación del contenido y la orientación de fibra en las propiedades mecánicas de un compuesto termoplástico reforzado con fibra de plátano obtenido mediante fabricación por filamento Fundido con impregnación in-situ(2023-02-27) Rivero Romero, Oswaldo; Unfried Silgado, JimyLos residuos provenientes de cultivos agroindustriales han mostrado ser fuentes interesantes de materia prima potencial para la obtención de materiales compuestos novedosos, ya sea como refuerzos de fibra o de partículas, lo que puede facilitar la posibilidad de mejorar a nivel socioeconómico la cadena de valor agroindustrial. Por tanto, el objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto que tiene la variación del contenido y la orientación de fibra en las propiedades mecánicas de un material compuesto de matriz polimérica y refuerzo de fibra del pseudotallo del plátano aplicando la técnica de impresión 3D por fabricación de filamento fundido (FFF) con impregnación in-situ. Para ello, fueron evaluados parámetros de impresión para establecer una adecuada deposición del material compuesto, donde se encontró una la relación existente entre las velocidades de impresión y la velocidad de extrusión, minimizando así daños en la integridad física de la fibra, y generando volúmenes 3D de material termoplástico impregnado con fibra continua de plátano. Los resultados mostraron una tendencia a la disminución de la resistencia a tensión y flexión del material obtenido al variar el contenido y la orientación fibra, que respaldados con el análisis de varianza ANOVA mostraron un efecto significativo. Esto fue atribuido a las condiciones en la intercara entre los materiales, y a las características morfológicas del material de refuerzo utilizado.Publicación Acceso abierto Efecto de los parámetros de operación en la soldadura por fricción y agitación sobre la tenacidad a la fractura de la junta disímil de aleaciones aa6063-t6 y aa5052-h32(2023-02-24) Osorio Díaz, Marco Antonio; Unfried Silgado,Jimy; Franco Arenas, FernandoEn esta investigación se evaluó el efecto que tienen los parámetros de operación del proceso de soldadura por fricción y agitación sobre la tenacidad a la fractura de una junta disímil de aleaciones de aluminio A6063-T6 y AA5052-H32, con el fin de establecer información sobre el comportamiento de este tipo de uniones frente a la propagación de grietas. La experimentación siguió un diseño factorial de dos factores, con el cual se establecieron correlaciones entre la velocidad de rotación de la herramienta y la velocidad de soldadura, con la microestructura y tenacidad a la fractura. De acuerdo con lo anterior, se procedió a soldar las placas de aluminio, posteriormente se caracterizó la microestructura de las juntas soldadas y se realizaron mediciones de microdurezas, resistencia a la tensión y la tenacidad a la fractura, con las cuales se llevó a cabo la correlación entre la microestructura generada en las juntas con su comportamiento mecánico. Se hizo énfasis en el estudio de la tenacidad a la fractura de las juntas soldadas, determinando que la velocidad de rotación de la herramienta (𝜔 − rpm) y la velocidad de soldadura (𝑣 − mm/min) influyen significativamente sobre el comportamiento de la junta frente a la propagación de una grieta. Las combinaciones de velocidad (𝑅 = 𝜔⁄𝑣) que obtuvieron un mayor valor en la tenacidad fueron 900/30 y 1800/112 rev/mm, con 18,57 y 18,36 𝑀𝑃𝑎 ∙ √𝑚, respectivamente.Publicación Acceso abierto Efecto de los procesos de soldadura al arco en las propiedades mecánicas y microestructura en aceros de alta resistencia y baja aleación(Universidad de Córdoba, 2020-09) Corrales Rhénals, Jorge Alejandro; Chica De Aguas, Jorge Eliécer; Unfried Silgado, JimyThe arc welding processes generate microstructural changes in the welded metals due to the contributions of heat, this leads to changes in the mechanical properties. In this monograph we sought to study the effect generated by these processes on the mechanical properties and microstructure of the joints, and to correlate this effect as an indicator of the weldability of these materials. Different investigations were analyzed in which the influence of various arc welding processes was observed, changing multiple parameters of the processes, as well as the heat inputs generated during welding on different high strength and low alloy steels (HSLA). According to the analysis carried out, it was found that there is a correlation between the type of microstructure and the mechanical properties and these depend directly on the heat input to which the material is subjected during the welding process. It was also possible to determine that the little variation in mechanical properties and microstructure are a clear indicator of the good weldability of these steels.Publicación Acceso abierto Efecto de los tratamientos térmicos en la microestructura y en las propiedades mecánicas de aceros de alta resistencia y baja aleación - HSLA(Universidad de Córdoba, 2020-11-06) Fuentes Vidal, Janio Alberto; Cañavera Caro, Jhan Carlos; Espitia Sanjuán, Luis Armando PhDLas propiedades mecánicas de los aceros de alta resistencia y baja aleación denominados HSLA por su nombre en inglés High Strength Low Alloy, al igual que cualquier tipo de acero, están íntimamente ligadas a la microestructura final obtenida, como consecuencia de las transformaciones de fase que ocurren durante el enfriamiento posterior a la aplicación de un tratamiento térmico. Por tal razón, se hace necesario conocer los cambios microestructurales producidos en los aceros a partir de la realización de tratamientos térmicos y por ende, establecer el procedimiento idóneo para obtener propiedades mecánicas en específico (Riesco, 2015). Esta monografía se centra en él análisis del estado del arte disponible en distintas fuentes como libros, manuales, normas y artículos de publicación científica, con el fin de entender los cambios en la microestructura y en las propiedades mecánicas producidos por diversos tratamientos térmicos en los aceros HSLA usados en la industria. Adicionalmente, como los aceros HSLA generalmente tienen la particularidad de ser clasificados por sus propiedades mecánicas y no por tener una composición química en específico, también se verifico los efectos que tienen los elementos aleantes en la microestructura de los aceros en función del tratamiento térmico. En este sentido, se presentan los diferentes mecanismos de endurecimiento producidos por estos elementos aleantes, entre los que destacan el refinamiento de grano, el endurecimiento por precipitación y el endurecimiento por solución sólida. También se contrastan las microestructuras iniciales de los aceros con las obtenidas después de los tratamientos térmicos, resaltando la formación de nuevas fases, las impurezas, carburos o nitruros presentes, los precipitados y el tamaño de grano.Publicación Restringido Evaluación de adoquines para uso peatonal fabricados con residuos agroindustriales y de construcción y demolición bajo la norma invias 510-13(Universidad de Córdoba, 2024-11-15) Carriazo López, Andrés Felipe; Solar Doria, Fernando Miguel; Unfried Silgado, Jimy; Martínez Sandoval, RobinsonSe evaluaron adoquines fabricados con residuos de construcción y demolición (RCD) y de la agroindustria de la fibra de coco, comparándolos con adoquines tradicionales, en términos de propiedades mecánicas y físicas de acuerdo con las normas técnicas colombianas. Se revisó la literatura para determinar proporciones adecuadas de concreto, fibra de coco y RCD. Se caracterizaron las propiedades de las fibras de coco y se evaluaron las características granulométricas y de sanidad del RCD triturado según normas NTC-176 y NTC-97. Posteriormente, se fabricaron lotes de adoquines con diferentes mezclas y se realizaron ensayos de flexo-tracción y absorción de agua. Las mezclas de RCD y fibra de coco presentaron resistencias a la flexo-tracción de 4,4 MPa (RCD), 4,7 MPa (fibra de coco) y 4,3 MPa (RCD y fibra de coco), superando el valor mínimo exigido por la norma de 4,2 MPa, pero siendo menores a los 8,5 MPa de adoquines de concreto. Los valores obtenidos de capacidad de absorción de agua fueron de 5,8% (RCD), 6,1% (fibra de coco), 5,5% (RCD y fibra de coco) y 4,1% (concreto tradicional), respectivamente, por debajo del límite máximo de 7% establecido por la norma.