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Alumno

Francisco Javier Cadenas Delgado

   »  Generación: Septiembre2017
   »  Grado: Doctorado en Ingeniería Mecánica
   »  Asesor: Gilberto Mejía Rodríguez
   »  Línea de Investigación: Mecatrónica y Sistemas Mecánicos
francisco.cadenas1hotmail.com | Webpage | Currículum

NOMBRE DE TESIS
Metodología para la síntesis de mecanismos flexibles que se adapten a una deformación deseada aprovechando las propiedades de las aleaciones con memoria de forma

RESUMEN:

El principal enfoque para el diseño de mecanismos es el considerar a los eslabones como partes rígidas que se unen por juntas para generar el movimiento deseado. Esto resulta en grandes cadenas cinemáticas, lo que incrementa la dificultad de ensamble y el mantenimiento. Una visión diferente es el considerar la deformación de las partes y que a través de estas se logre el movimiento deseado. Lo anterior puede ayudar a reducir el número de partes necesarias (principalmente juntas), lo cual reduciría el peso y tamaño de los mecanismos. El uso de estos mecanismos flexibles es importante en muchas aplicaciones como en la industria aeroespacial y sistemas microelectromecánicos (MEMS). Un tipo de materiales que está tomando una importante relevancia para el desarrollo de mecanismos flexibles son las aleaciones de memoria de forma, en especial la aleación a base de NiTi (mejor conocida como nitinol). Estos materiales muestran una gran capacidad de deformación lo cual puede ser de ayuda en el diseño de mecanismos flexibles y lograr estructuras o formas de deformación más complejas con menos partes. Además de exhibir propiedades de memoria de forma que permiten eliminar esta deformación y regresar a su configuración inicial. Además, estos tienen propiedades anti corrosivas y biocompatibles, a lo que se debe su gran uso en dispositivos biomédicos. Un proceso de optimización puede ser planteado para crear estructuras que mejor se aproximen a los requerimientos y restricciones impuestos por la aplicación. En el cual se busca sacar provecho de las altas deformaciones, las cuales son recuperables en ciertas secciones para cumplir con los requerimientos de la aplicación (obtener un movimiento predefinido a través de la deformación del dispositivo). Los principales variables a considerar son la distribución del material (geometría) y el límite de deformación, a los que se le puede incluir una variación en las propiedades del material dada por la composición de la aleación. Siendo una consideración importante el conocimiento del impacto de la composición en las propiedades de la aleación. Para lo anterior es esencial una colaboración más estrecha entre los científicos de materiales y los diseñadores de ingeniería debido a que la información disponible ofrecida por los científicos de materiales no es transparente y difícil de digerir directamente. Aunque ya se ha estudiado el diseño de mecanismos flexibles con técnicas de optimización, existe aún poco trabajo en el que se saque provecho del uso de las propiedades superelásticas de las aleaciones de memoria de forma. Lo anterior puede ser de gran interés en el desarrollo de nuevos mecanismos más compactos, ligeros y con mayor funcionalidad. Para lograr esto, esta investigación busca desarrollar una metodología para la síntesis de mecanismos flexibles con grandes deformaciones que mejor se ajustan a una forma deseada, y que aprovechan la superelasticidad y el efecto de memoria de forma que presentan diversas aleaciones.