Scielo RSS <![CDATA[Ingeniería mecánica, tecnología y desarrollo]]> http://www.scielo.org.mx/rss.php?pid=1665-738120100002&lang=es vol. 3 num. 5 lang. es <![CDATA[SciELO Logo]]> http://www.scielo.org.mx/img/en/fbpelogp.gif http://www.scielo.org.mx <![CDATA[<b>Editorial</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-73812010000200001&lng=es&nrm=iso&tlng=es <![CDATA[<b>On the Nature of the Cartesian Stiffness Matrix</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-73812010000200002&lng=es&nrm=iso&tlng=es The 6x6 stiffness matrix pertaining to a rigid body mounted on a linearly elastic suspension is revisited here, with the aim of shedding light on its nature via its associated eigenvalue problem. The discussion is based on screw theory and the eigenvalue problem thus arising, in its generalized form. The eigenvalues of the stiffness matrix are shown to occur in real, symmetric pairs, something that has been somehow overlooked in the literature, the product of each eigenvalue by the pitch of its corresponding eigenvector being shown to be non-negative.<hr/>En este artículo se revisa la matriz de rigidez, de 6 x 6, asociada a un cuerpo rígido montado sobre una suspensión linealmente elástica, con el objeto de aclarar sus propiedades intrínsecas. Para este fin, se recurre a la teoría de torsores y a la forma generalizada del problema de autovalores de esta matriz. Se demuestra que los autovalores aparecen en pares reales y simétricos, y que el producto de cada autovalor por su paso de torsor correspondiente es no-negativo. <![CDATA[<b>Sistema experimental para el estudio de microdeformaciones mecánicas mediante anisotropía óptica inducida</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-73812010000200003&lng=es&nrm=iso&tlng=es Currently there is a scientific and technological interest to evaluate by a non-destructive and non-invasive method the mechanical performance of materials. In this paper we present the development of a multi-functional experimental setup to obtain the strain/stress state in a variety of materials such as, semiconductor heterostructures, composite materials, alloys, among others. The main purpose is to characterize strain/stress state of materials in elastic range, employing reflectance-anisotropy laser (RAL) measurements and strain gages. The system presented is able to obtain traditional strain gages measurements simultaneously with RAL signals in specimens strained with a micrometric computer control. A NI™ platform is used for signal conditioning and processing. The system is composed of an optical setup with a photoelastic modulator as a central device to measure the RAL signal, and a flexor which applies a deformation in a specimen by means of a micrometer. A correlation value 0.99 was found between the RAL optical signal and the strain gages measurements. From our results a new contact-less procedure was established to measure the microscopic strain behavior with high accuracy. The experimental setup can be employed in traditional metallic materials, composite materials, or new semiconductor heterostructures, where strain gages are difficult, if not impossible to apply.<hr/>Existe en la actualidad un interés tanto científico como tecnológico en evaluar el desempeño mecánico de materiales por medios no invasivos y no destructivos. En este artículo presentamos el desarrollo de un arreglo experimental multifuncional para obtener el estado de esfuerzo/deformación en diversos materiales, tales como; heteroestructuras semiconductoras, materiales compuestos, aleaciones, entre otros. El propósito principal es la caracterización del estado esfuerzo/deformación de materiales dentro del régimen elástico, a través de mediciones de reflectando anisotrópica láser (RAL) y de galgas extensométricas. El sistema presentado aquí, es capaz de obtener mediciones tradicionales a través de galgas extensométricas, simultáneamente con señales de RAL, en probetas deformadas micrométricamente mediante un control computarizado. Se utilizó una plataforma de NI™ para el acondicionamiento y procesamiento de señal. El sistema está compuesto de un arreglo óptico que posee un modulador fotoelástico como dispositivo central para la medición de RAL, y de un dispositivo flexor que aplica una deformación a la muestra por medio de un micrómetro. Se encontró una correlación de 0.99 entre la señal óptica RAL y las mediciones de la galga extensométrica. A partir de nuestros resultados, se establece un nuevo procedimiento de no contacto de alta precisión para la medición de micro-deformaciones. Este sistema puede emplearse en materiales metálicos tradicionales o materiales compuestos, incluyendo nuevas heteroestructuras semiconductoras, donde las galgas extensométricas son difíciles, si no imposible, de aplicar. <![CDATA[<b>Caracterización de las No-Linealidades de la fuerza autoexitada en el proceso de rectificado sin centro</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-73812010000200004&lng=es&nrm=iso&tlng=es The geometric irregularities that the workpiece presents during the centerless grinding process are a source of dynamic instability and self-excited nonlinear phenomena. The cylindrical surface presents deformations under some cutting conditions; this effect produces two phenomena that cause nonlinear behavior: one is the generation of vertical acceleration with jumps such as "Jerk"; and the second is a contact loss between the workpiece and the grinding wheel due to the lack of cylindricity. This second effect modifies the system stiffness generating the nonlinear behavior. In this work, a novel nonlinear model of the self-excited force in the centerless grinding process is developed. This model is a result of the polygonal workpiece profile and the contact loss between the workpiece and the grinding wheel. A centerless grinding machine and a cylindrical workpiece were used for this research. The model obtained in this work is based on the assumption that the workpiece profile is polynomial and the identification of the number of the polygon critic sides that in other works no is developed.<hr/>Las irregularidades geométricas que presenta la pieza de trabajo en el proceso de rectificado sin centro son la fuente de inestabilidad dinámica y se caracterizan por generar un fenómeno de autoexcitación no lineal. A ciertas condiciones de corte la superficie cilindrica se deforma, este efecto produce dos factores que provocan el comportamiento no lineal: por un lado se genera aceleraciones verticales con saltos tipos "Jerk"; y por otro lado la falta de cilindricidad hace que la pieza pierda contacto con la rueda de rectificadora, lo que modifica la rigidez del sistema y la hace no lineal. En este trabajo se desarrolla un novedoso modelo no lineal de la fuerza autoexcitada como resultado del perfil poligonal de la pieza de trabajo y por consecuencia la pérdida de contacto entre la pieza y la rueda rectificadora. Para el estudio del modelo no lineal de la fuerza excitadora se utiliza una rectificadora sin centro y una pieza cilindrica. La definición del modelo que se presenta en este trabajo se basa en la suposición que el perfil de la pieza es polinomial y en la identificación del número de lados crítico del polígono que produce la inestabilidad, que en trabajos anteriores no revelan. <![CDATA[<b>Estudio numérico-experimental de zona de</b> <b>separación en conducto rectangular con escalón</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-73812010000200005&lng=es&nrm=iso&tlng=es The separation and reattachment for a laminar flow through of a forward facing step channel (FFS) was numerically and experimentally studied in this work. Three different Reynolds numbers (269, 365, 530) were analyzed and in order to considered the strong flow tri-dimensionality, the channel aspect ratio was set equal to four (RA=4). Hence the relevance and importance of the present work. The numerical study was done by means of the software Fluent 6.3®, while the experimental study was carried out using the particle image velocimetry (PIV) and a method of smoke visualization. The results showed that the height of the separation zone is not influenced by the Reynolds, whereas its length depends on the u-velocity. The comparison of the numerical and experimental results is acceptable, for example, when measuring at the center of the channel, the height of the separation zone is 0.74h and 0.71h for experimental and numerical analysis respectively, having a difference around 4%.<hr/>En este trabajo se estudia numérica y experimentalmente el comportamiento de la zona de separación que se forma cuando un flujo laminar circula a través de un conducto rectangular con contracción súbita (FFS). Se analizaron tres diferentes regímenes de Reynolds (269, 365, 530) para una relación de aspecto de cuatro (RA=4) con lo cual los efectos tri-dimensionales cobran importancia y por ende la relevancia e importancia de este trabajo. El estudio numérico se realizó por medio del software comercial Fluent 6.3®, mientras que en el estudio experimental se utilizaron las técnicas de velocimetría de imágenes de partículas (PIV) y de visualización con humo. Los resultados indican que la altura de la zona de separación no está en función del número de Reynolds, mientras que la longitud de la misma en la dirección axial si depende de la velocidad del flujo. La comparación de los resultados numéricos y experimentales presentan diferencias aceptables, así por ejemplo, cuando se mide en el centro del conducto la altura de la zona de separación encontrada experimentalmente para un Re=269 es de 0.74h mientras que numéricamente es de 0.71h, por lo cual la diferencia es del orden del 4%.