Thesis
Diseño de un dispositivo mecánico para reproducir experimentalmente fenómenos geológicos aplicando modelos análogos
Autor
Fernandes P., Jesús M.
Tarazona R., Armando F.
Institución
Resumen
Este trabajo presenta el diseño de un dispositivo mecánico para reproducir experimentalmente fenómenos geológicos aplicando modelos análogos. Las técnicas actuales para la representación de terrenos de interés no permiten determinar con exactitud su estructura. Se plantea dar solución al problema tomando en cuenta los modelos análogos y aplicando técnicas de Diseño Conceptual. La selección del diseño preliminar se basa en el método de matrices morfológicas, tomando en cuenta las dimensiones para la simulación del modelo, fácil manejo y transporte del dispositivo, generación de movimientos lineales en los ejes X, Y y Z, basculamientos alrededor de los ejes X e Y, precisión y confiabilidad. La etapa de desarrollo comprende un proceso de análisis y cálculos correspondientes de los diversos elementos que constituyen el dispositivo. Se desarrolla el diseño de un modelo tridimensional que integran los componentes del dispositivo a través de un programa de diseño computacional. Se efectúa la selección de Aluminio 6063 T6 para todos los componentes estructurales y de conexión, Acero inoxidable 440C y Acero Dulce para la tornillería y uniones; tonillos sin fin, rotulas, actuadores, entre otros equipos formarán parte del diseño. Para la verificación de cálculos y visualización de la carga máxima de 12,1 kN al cual se verá sometido, se empleó un software de análisis por elementos finitos. Finalmente, se representa el diseño final que cumple con los requerimientos establecidos por PDVSA Intevep S.A. This research work presents the design of a mechanical device to reproduce geological phenomena experimentally applying analogous models. Current techniques for representing interest grounds do not allow to determine its internal structure with the expected accuracy. It is proposed to solve the problem by analogous models and applying some Conceptual Design techniques. The selection of the preliminary design is based on the morphological matrix method, considering the dimension of the simulation model, easy handling and transfer of the device, linear movement in X, Y and Z axes, rotation around X and Y axes, accuracy and reliability. The stage of development includes an analysis process and calculation of the design elements. The design of a three dimensional model is developed by a computational mechanical design. The selection of 6063 T6 aluminum is made for all structural components and connections; on the other hand, the 440C stainless steel and mild steel are selected for screws and joints; screw jacks, ball joints, actuators, among other equipment will form part of the design. For checking calculations and the behavior of the components when a maximum load of 12.1 kN is applied on the model, finite elements were used in the analysis. Lastly, the final design is represented, fulfilling the requirements set by PDVSA Intevep S.A.