Browsing by Author "Celentano, Diego J."
Now showing 1 - 20 of 36
Results Per Page
Sort Options
- ItemA Microscale Model for Ausferritic Transformation of Austempered Ductile Irons(2017) Boccardo, Adrian D.; Dardati, Patricia M.; Celentano, Diego J.; Godoy, Luis A.
- ItemA surface remeshing technique for a Lagrangian description of 3D two-fluid flow problems(2010) Cruchaga, Marcela; Celentano, Diego J.; Breitkopf, Piotr; Villon, Pierre; Rassineux, Alain
- ItemAbsolute maximum heat transfer rendered by straight fins with quarter circle profile using Finite Element Analysis(2016) Campo, A.; Celentano, Diego J.
- ItemAccurate analytical/numerical solution of the heat conduction equation(2014) Campo, A.; Salazar, A.; Celentano, Diego J.; Raydan, M.
- ItemAnálisis del conformado láser por multipasada en aleaciones metálicas avanzadas(2021) Hoffmann Bouchon, Joaquín; Celentano, Diego J.; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaEl objetivo de este trabajo fue analizar el proceso de conformado láser aplicado a dos materiales relevantes para la industria del transporte: Acero IF de alta resistencia y la aleación de aluminio AA 6013. El estudio incorporó trabajo experimental y simulaciones numéricas, considerando dos escenarios distintos de operación, conseguidos al variar la velocidad en el escaneo lineal del haz. Se incorporaron ensayos metalográficos, de GDOES y de difracción de rayos X para la caracterización microestructural. Además, el comportamiento del material durante el proceso se describió usando una formulación termomecánica-plástica. El objetivo final de los resultados numéricos y experimentales es establecer correlaciones entre el ingreso de energía, la microestructura resultante y el ángulo final de conformado. En este espíritu, para poder validar primero los resultados numéricos se realizaron simulaciones de conformado láser en AISI 304, un material que fue adoptado como referencia en este trabajo debido a su extensivo uso en operaciones de plegado láser; mediante la comparación de los resultados numéricos con los correspondientes resultados experimentales y correlacionando además los perfiles de temperatura y microestructura a lo largo del espesor de la placa. Luego, la misma metodología se usó para las muestras de acero IF y AA 6013. Los resultados obtenidos destacan el uso de nuevos enfoques de modelación para tratamientos de conformado láser en aleaciones metálicas avanzadas.
- ItemAnálisis del efecto del tratamiento superficial por láser en la microestructura, dureza y desgaste del hierro nodular ferrítico(2020) Catalán Salas, Néstor Andrés; Celentano, Diego J.; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaLas fundiciones de hierro son aleaciones metálicas con carbono precipitado en forma de grafito. Tratamientos térmicos son empleados con frecuencia para alterar sus propiedades mecánicas, según las solicitaciones del sistema en que se emplean. Entre estos, actualmente ha cobrado importancia el tratamiento térmico superficial por láser (LSE), debido a la alta localización y rápida solidificación de la zona irradiada. El objetivo de esta tesis es determinar experimentalmente los alcances del tratamiento de LSE sobre muestras de fundiciones de hierro nodular (NCI) de matriz ferrítica, a partir de distintos parámetros de potencia y velocidad de escaneo del láser. Para este fin, se realiza una caracterización de la microestructura, la composición, la dureza y la resistencia al desgaste de una muestra sin alterar (as – cast), y se compara con los resultados obtenidos sobre ejemplares modificados por 4 tratamientos diferentes de LSE. Se aprecian cambios significativos en la microestructura en los casos de LSE a bajas velocidades. La matriz se transforma en una red de dendritas de ledeburita/martensita con placas de cementita. El contenido de carbono (C) aumenta por la difusión de este elemento hacia la superficie, mientras que el porcentaje de silicio (Si) disminuye, lo cual se explica como la reducción del principal elemento estabilizador de la fase de grafito. Con respecto a las propiedades mecánicas, las fases constituyentes de la estructura dendrítica incrementan la dureza a nivel superficial y en una profundidad correlativa al tamaño de la zona transformada por el láser (HAZ). Sin embargo, la resistencia al desgaste se ve disminuida, probablemente por el efecto de la oxidación de la superficie al ser sometida a una transformación a altas temperaturas. Finalmente, se sugiere un tratamiento a potencia de 3 kW y velocidad de 570 mm/min para asegurar una estructura homogénea y de alta dureza, además de pulir las superficies para disminuir la rugosidad y eliminar residuos en su superficie, o utilizar un gas protector para prevenir la oxidación. Como futuras líneas de investigación, se puede realizar un análisis económico de la implementación del LSE, y desarrollar un modelo térmico – microestructural que pueda ser calibrado a partir de estos resultados.
- ItemAnálisis del proceso de trefilado de tubos(2008) Peña Martínez, Jorge; Celentano, Diego J.; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaEl presente trabajo consiste en la definición y descripción de un proceso particular de trefilación realizado por la empresa TREFIMET. Se realizó un conjunto de análisis con variaciones del proceso, de manera de poder exponer distintas opciones de estudio y resultados útiles para definir y explicar completamente dicho proceso. La metodología constó de 3 etapas. La primera de definición del material mediante distintos ensayos de laboratorio, una segunda de análisis del proceso mediante una simulación realizada utilizando elementos finitos y, en paralelo, una tercera que consistió en una trefilación controlada en laboratorio, de manera de poder usarla como comparación y a la vez validación de la simulación anteriormente descrita. Los resultados fueron satisfactorios, logrando una excelente validación que permitió identificar distintos factores que podrían ayudar a mejorar el proceso actual o bien servir para predecir el comportamiento de otros procesos sin la necesidad de realizarlos físicamente.
- ItemAnálisis experimental y numérico del proceso de doblado de chapas mediante la aplicación de un haz láser con patrones circulares de escaneo(2015) Navarrete Rosales, Álvaro Andrés; Celentano, Diego J.; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaEn este trabajo se presenta un análisis experimental y numérico del conformado láser en chapas metálicas donde se ha determinado la influencia de la geometría, tanto en las placas como en el camino láser recorrido sobre éstas, en relación a las características finales obtenidas luego del conformado. En la etapa experimental se doblaron, bajo parámetros constantes del haz láser, placas de acero AISI 304 con geometrías y caminos de irradiación curvos, donde el comportamiento de éstas se comparó con la configuración de chapas rectangulares sujetas a escaneos lineales. En todos los casos se analizó el ángulo de doblado generado, variando parámetros tales como la cantidad de escaneos, las dimensiones de cada chapa y la distribución del material adyacente al camino de irradiación. Los resultados obtenidos con potencia de 27 W, diámetro del láser de 1,2 mm y velocidad de escaneo de 10 mm/s mostraron diferencias de comportamiento entre las distintas geometrías, las que se hicieron más visibles cuando el número de irradiaciones fue mayor y cuando el tamaño de las chapas aumentó, mientras que cuando el material adyacente al camino de irradiación disminuyó los valores de doblado alcanzados fueron mayores.
- ItemAnálisis experimental y simulación numérica del proceso de conformado de láminas metálicas delgadas mediante la aplicación de un láser de baja potencia(2011) Stevens Castro, Vicente Orlando; Celentano, Diego J.; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaEn este trabajo se realizó un análisis experimental y numérico del conformado de chapas de acero inoxidable mediante un láser de baja potencia. En una primera etapa se realizó en el laboratorio el conformado de chapas de acero inoxidable AISI 302 para distintas configuraciones de potencia, de 20 a 67 W, y velocidad de avance del haz láser, 30 y 5 mm/s. Se obtuvieron ángulos de doblado de 0.2 a 10.3º.
- ItemAnalysis of Flow Past Oscillatory Cylinders Using a Finite Element Fixed Mesh Formulation(2017) González, Felipe A.; Cruchaga, Marcela A.; Celentano, Diego J.
- ItemCaracterización de probetas de termoplástico fabricadas mediante impresión 3D(2018) Vukasovic Herrero, Tomás Vlado; Celentano, Diego J.; Vivanco, Juan Francisco; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaLa manufactura aditiva o impresión 3D ha ganado gran popularidad y su uso continúa creciendo en diversas áreas de la industria. Esto se debe a su principal característica de fabricar objetos con geometrías complejas, algunas son imposibles de crear mediante la manufactura tradicional. El proceso de fabricación por adición de capas sucesivas genera, propiedades mecánicas dependientes de los parámetros de impresión. La orientación dentro de la cámara de construcción es uno de los factores más relevantes. La respuesta mecánica de estas piezas aún no ha sido totalmente caracterizada. El objetivo de este estudio, que formó parte del proyecto FONDECYT INICIO N° 11170957, es caracterizar el comportamiento mecánico en el rango elástico de piezas de ABS y PLA fabricadas mediante impresión 3D en dos orientaciones ortogonales. Utilizando una impresora de escritorio de bajo costo se fabricaron probetas en dos orientaciones: horizontal y vertical. Luego, se realizaron ensayos de tracción, compresión y flexión para determinar la respuesta de las muestras impresas, se determinó el módulo de Young, el esfuerzo a la fluencia y el esfuerzo máximo. Se definió e implementó un modelo constitutivo que fue alimentado con los datos experimentales y que, finalmente se verificó con el ensayo de flexión de 4 puntos. La orientación vertical mostró peor desempeño mecánico en las pruebas de tracción. Sin embargo, en las pruebas de compresión no existe una diferencia importante causada por las orientaciones estudiadas. Se encontraron valores distintos de módulo de Young y resistencia máxima entre los ensayos de tracción y compresión para un mismo material y orientación. Un modelo bimodular lineal e isótropo representa de manera adecuada el comportamiento en el rango elástico de probetas sometidas a flexión de 4 puntos.
- ItemCaracterización del comportamiento mecánico de un termoplástico reforzado con fibras(2012) Wimmer del Solar, Danilo Edir; Celentano, Diego J.; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaEn este trabajo se realizó una caracterización del comportamiento mecánico a corto plazo de un material compuesto de polietileno de alta densidad con fibra de vidrio corta. Este material es utilizado en la fabricación de tubos mediante enrollamiento helicoidal. El objetivo fue desarrollar un modelo viscoelástico simple capaz de ser implementado en la industria para así mejorar el proceso de conformado del tubo y predecir su respuesta a cargas en el corto plazo. En la fase experimental se realizaron ensayos de tracción uniaxial carga-descarga a probetas longitudinales y transversales a tres velocidades de desplazamiento de travesaño distintas (10, 1 y 0.1 mm/min). También se obtuvieron imágenes SEM para confirmar que la orientación de las fibras en el polietileno preferentemente es en la dirección del flujo en el proceso de conformado.
- ItemComparison of 3D stress-strain concrete models(2021) Llera Martin, Juan Carlos de la; Chacón, Matías F.; Hube, M. A.; Celentano, Diego J.The inelastic response of reinforced concrete buildings is strongly sensitive to the material stress-strain constitutive model adopted for concrete. This paper is a first step on an ongoing work to do a complete benchmark analysis of available concrete models. Consequently, this article quantifies the differences in the response of three well-known 3D stress-strain continuum concrete models: (i) the Hyperbolic Drucker-Prager (DPH) plastic model; (ii) the UNIlateral (UNI) damage model; and (iii) the Faría-Oliver-Cervera (FOC) plastic-damage model. Consistent algorithms in terms of the updated stresses and the tangent stiffness tensor for all these models were implemented in the ANSYS software using user-material FORTRAN routines adapted to solid-type finite elements. Models results were validated using a set of experimental benchmark tests subjected to uniaxial and biaxial stress states under monotonic and cyclic loading. Moreover, the unilateral (crack opening-and-closure) effect was compared among these models. A set of ten response parameters were compared relative to the experimental tests, e.g., the peak stress, the unloading stiffness at each loading cycle, and the total dissipated energy. Results show that the dissipated energy and the unloading stiffness in the last loading cycle, for all tests, leads to the largest errors.
- ItemEfecto del ángulo de incidencia en el coeficiente de absorción y metodología para la fabricación de superficies craneales mediante doblado láser.(2015) Cook Hernández, Felipe Ignacio; Celentano, Diego J.; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaEl objetivo de este trabajo es comprender de manera satisfactoria el conformado láser y su y simulación numérica con la finalidad de usar esta técnica moderna de manufactura para obtener una superficie 3D compleja Primero se propone un método experimental-numérico para medir el coeficiente de absorción del acero AISI 304 con y sin una capa de grafito superficial. Se muestra que el coeficiente de absorción de láminas metálicas difiere significativamente del valor reportado en la literatura para materiales puros y pulidos. Luego, usando el mismo método, se obtiene la relación entre el coeficiente de absorción y el ángulo de incidencia del láser para el acero AISI 304 cubierto con grafito, mostrándose que hay un efecto importante de este parámetro. A continuación, mediante un modelo termo-mecánico se simula numéricamente de manera correcta el conformado láser, con excepción de los casos en que la temperatura en la zona de irradiación del láser es cercana al punto de fusión del material. Finalmente, se aplica una metodología de diseño mediante la cual se obtiene, con resultados óptimos, una superficie tridimensional correspondiente al cráneo humano a partir de una lámina metálica plana.
- ItemEfectos de la tasa de deformación en el proceso de doblado de láminas de acero mediante la aplicación de láser(2017) Castillo Espinoza, Javier Ignacio; Celentano, Diego J.; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaEn esta investigación se busca la forma de explicar numéricamente el proceso del conformado láser en placas de acero inoxidable AISI 304, así como el comportamiento de las variables involucradas más importantes. Para esto, se propone un modelamiento visco-plástico del material para poder predecir el ángulo de doblado en las placas. De esta forma, se realizaron experimentos con una fuente láser para doblar las placas de acero de 0,6 mm de espesor con el objetivo de obtener una base de datos que luego será comparada con los resultados de unas simulaciones termo-mecánicas usando el Método de Elementos Finitos. Para estas simulaciones se usó un modelo elasto-plástico y dos modelos visco-plásticos del acero para mostrar la influencia que tiene la tasa de deformación en el conformado láser. El primer modelo de visco-plasticidad fue proporcionado por la literatura, mientras que el segundo es un modelo propuesto en este trabajo que está basado en el primero y que muestra la dependencia de la tensión equivalente en la viscosidad. Los resultados demostraron que el último modelo visco-plástico propuesto se adapta mejor que los otros dos modelos y que sus resultados siguen una tendencia coherente, precisa y, para la mayoría de los casos, están dentro de la desviación estándar de los resultados experimentales.
- ItemEstudio del efecto de la curvatura en la tasa de desgaste en el proceso de acuñación(2019) Izquierdo Martino, José Miguel; Celentano, Diego J.; Walczak, Magdalena; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaLa presente tesis se desarrolla con la motivación de entender los parámetros que influyen en la eficiencia del proceso de acuñación de monedas. Se propone determinar la influencia de la curvatura del cuño en su desgaste a lo largo de su vida útil como herramienta. El proceso consiste en la aplicación de carga mecánica sobre el cuño para deformar plásticamente una lámina plana, llamada cospel, la cual se transforma en la moneda en el proceso. Para el análisis del desgaste que se produce en los cuños es necesario tener en cuenta la influencia tanto de las propiedades del material del cospel como de la fricción que se genera en la interfaz del cuño y el cospel. La metodología seguida en este trabajo contempla un desarrollo experimental y una etapa de modelamiento de dichos fenómenos. En primera instancia, se caracterizaron las propiedades mecánicas del material de los cospeles mediante ensayos de tracción uniaxial en distintas direcciones. También se realizaron los ensayos de compresión de anillo para la obtención del coeficiente de fricción. Por último, se realizó el ensayo pin on disc para cuantificar el desgaste entre los materiales obtenidos. Se modelaron los principales factores que afectan en el proceso, pudiendo cuantificar la anisotropía del material de los cospeles. Para implementar el aporte de la fricción se utilizó un modelo bilineal, el cual se calibra con simulaciones computacionales. El desgaste se analizó mediante el modelo de Archard. Mediante la simulación del proceso de compresión de anillo se pudo obtener el coeficiente de fricción presente en el mismo, empleando los parámetros del modelo caracterizado anteriormente. El mecanismo de desgaste fue verificado mediante el ensayo pin on disc resultando en adhesión como causa del daño. Además, se comprobó el efecto de la curvatura en la tasa de desgaste, sin establecer una tendencia monotónica clara.
- ItemEstudio numérico-experimental de la respuesta límite de chapas de aluminio en procesos de conformado(2015) Durán Correa, Alicia Isabel; Celentano, Diego J.; Signorelli, Javier; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaEl objetivo de este trabajo es determinar experimentalmente y numéricamente la influencia de la anisotropía plástica en la curva límite de conformación (FLC) para una chapa de aleación de aluminio AA1100 con tratamiento térmico. Con ese fin, la aleación de aluminio comercial AA1100-H14 disponible como chapa laminada en frío de 1 mm de espesor, se trató térmicamente a 300°C durante 1 hora y, posteriormente, fue enfriada en aire a temperatura ambiente. En la primera parte se realizaron pruebas experimentales para caracterizar el material mediante: análisis químico, difracción de rayos X, medición de textura, microscopía óptica, microdureza, ensayos de tracción. Las curvas de límite conformación fueron obtenidos por del ensayo Nakajima, donde se evaluó el efecto de anisotropía en el FLC usando muestras de tipo reloj de arena tomadas a RD (0°), DD (45°) y TD (90°) con respecto a la dirección de laminado de la chapa. Dichas pruebas se complementan con la información aportada por el análisis de acopado hidráulico. La determinación experimental de las deformaciones límites, se realiza mediante el método tradicional y el análisis propuesto por Bragard. Las propiedades mecánicas del material se derivaron primero a través de ensayo de tracción, complementando estos datos con las mediciones de textura cristalográfica. En la segunda parte, estos datos se utilizaron para calibrar las respuestas de tres modelos de plasticidad policristalinas, es decir, viscoplástico autoconsistente-tangente (VPSC), viscoplástico autoconsistente-tangente con ajuste del coeficiente α (α-VPSC) y el modelo de Taylor basado en el esquema decondiciones totalmente impuestas (FC), suponiendo el mismo comportamiento de la tasa sensible constitutiva de un solo cristal y, las leyes de endurecimiento potencial y saturación. La simulación de la FLCs se obtiene mediante el acoplamiento de los modelos de plasticidad cristalina con la técnica de Marciniak y Kuczynski (MK). El efecto de las orientaciones de cristal se reproduce numéricamente en la FLC, y una comparación detallada se hace entre los tres modelos. Las deformaciones límites previstos en el lado izquierdo de la FLC están bien de acuerdo con las mediciones de los ensayos experimentales a lo largo de las tres direcciones, mientras que las diferencias se encuentran en los estados de estiramiento biaxial. Particularmente, MK-VPSC predice un perfil de deformación límite inesperado en el lado derecho de la FLC para las muestras analizadas a lo largo de la dirección transversal. Sólo MK-αVPSC, predice satisfactoriamente el conjunto de mediciones FLC con un factor de ajuste de 0.2. Por último, también se discutió la correlación de las deformaciones límite prevista con la superficie de fluencia predicha por cada modelo, donde la forma de la superficie de fluencia es menos sensible a la evolución de la textura asociada con las trayectorias de las cargas impuestas.
- ItemEvaluation of Formation and Evolution of Microporosity in Anodic Copper Solidification Processes: Simulation and Experimental Validation(2013) Cruchaga, Marcela; Romero, Jorge Sebastián; Celentano, Diego J.; Cruchaga, Marcela; Romero, Jorge Sebastián; Celentano, Diego J.
- ItemExperimental and numerical analysis of a sphere falling into a viscous fluid(2012) Cruchaga, Marcela; Löhner, Rainald; Celentano, Diego J.
- ItemExperimental and Numerical Analysis on the Formability of a Heat-Treated AA1100 Aluminum Alloy Sheet(2015) Durán, Alicia I.; Signorelli, Javier W.; Celentano, Diego J.; Cruchaga, Marcela A.; Francois, Manuel; Durán, Alicia I.; Signorelli, Javier W.; Celentano, Diego J.; Cruchaga, Marcela A.; Francois, Manuel