Mejora de la Disipación de Energía de Tubos de Aluminio 6063 T5 de Pared Delgada mediante la Combinación de un Mecanismo de Activación y Tratamiento Térmico
Autores: Jiménez-Armendáriz, Jorge; Jimenez-Martinez, Moises; Varela-Soriano, Julio; Santana Diaz, Alfredo; Perez Santiago, Rogelio
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Peso
propiedades mecánicas
absorción de energía
fuerza de aplastamiento
tratamiento térmico
mecanismo de activación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 4
Citaciones: Sin citaciones
Es necesario reducir el peso de los componentes mientras se mantienen o mejoran sus propiedades mecánicas para soportar cargas dinámicas en estructuras ligeras. En este estudio, se implementaron tratamientos térmicos y un mecanismo de activación para un tubo de aluminio de pared delgada con el fin de aumentar la absorción de energía mientras se reduce la fuerza de compresión máxima. Se propusieron diferentes geometrías y ubicaciones para activar la deformación de manera controlada, en combinación con tratamientos térmicos. Se realizaron diseños experimentales para cada mecanismo de absorción de energía, y los diseños fueron probados mediante compresión cuasi-estática. Los datos obtenidos de los experimentos se utilizaron para calcular indicadores de absorción de energía que se utilizaron para comparar diseños con componentes sin mecanismo para analizar el rendimiento. Al comparar los diseños propuestos con tubos sin modificación, se identificó la mejor combinación de variables de diseño para cada mecanismo de activación. Se determinó que a 160 mm del lado superior, un área de 250 mm2 y una forma de activación rectangular redujeron la fuerza de compresión máxima en un 22.03% y aumentaron la absorción de energía en un 37.76%. Para el tratamiento térmico, la combinación óptima fue calentar en un horno a 175 degreesC durante 1 h y enfriar en agua a 70 degreesC durante 10 min, mientras se sumerge solo la mitad de su longitud. Esta combinación redujo la fuerza de compresión máxima en un 19.02% y aumentó la absorción de energía en un 15.08%. Cuando se combinaron estos mecanismos en un solo tubo, la fuerza de compresión máxima se redujo en un 21.63% y la absorción de energía aumentó en un 42.53%.
Descripción
Es necesario reducir el peso de los componentes mientras se mantienen o mejoran sus propiedades mecánicas para soportar cargas dinámicas en estructuras ligeras. En este estudio, se implementaron tratamientos térmicos y un mecanismo de activación para un tubo de aluminio de pared delgada con el fin de aumentar la absorción de energía mientras se reduce la fuerza de compresión máxima. Se propusieron diferentes geometrías y ubicaciones para activar la deformación de manera controlada, en combinación con tratamientos térmicos. Se realizaron diseños experimentales para cada mecanismo de absorción de energía, y los diseños fueron probados mediante compresión cuasi-estática. Los datos obtenidos de los experimentos se utilizaron para calcular indicadores de absorción de energía que se utilizaron para comparar diseños con componentes sin mecanismo para analizar el rendimiento. Al comparar los diseños propuestos con tubos sin modificación, se identificó la mejor combinación de variables de diseño para cada mecanismo de activación. Se determinó que a 160 mm del lado superior, un área de 250 mm2 y una forma de activación rectangular redujeron la fuerza de compresión máxima en un 22.03% y aumentaron la absorción de energía en un 37.76%. Para el tratamiento térmico, la combinación óptima fue calentar en un horno a 175 degreesC durante 1 h y enfriar en agua a 70 degreesC durante 10 min, mientras se sumerge solo la mitad de su longitud. Esta combinación redujo la fuerza de compresión máxima en un 19.02% y aumentó la absorción de energía en un 15.08%. Cuando se combinaron estos mecanismos en un solo tubo, la fuerza de compresión máxima se redujo en un 21.63% y la absorción de energía aumentó en un 42.53%.