Diseño de una plataforma mecánica rodante con capacidad de carga de 900 kg que sustituya temporalmente las funciones de un neumático averiado, utilizando el método de optimización topológica

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dc.contributor.advisorMoreno Acosta, Henryspa
dc.contributor.authorRodriguez Fuentes, David Estebanspa
dc.date.accessioned2021-03-02T14:04:10Z
dc.date.available2021-03-02T14:04:10Z
dc.date.issued2020-07-21spa
dc.description.abstractThis work presents the development of the design of a product that gives a prompt and temporary solution to the possible mishaps that may arise on the road due to the occasional failure of a tire. The design of this device has the function of supporting the load exerted by the vehicle on one of its wheels and replacing its functions to guarantee the integrity of the user and the vehicle. For this, it was defined as an initial parameter that the product will support a maximum static load of 900 kg (8829 N) and that it will obtain a mass of less than 20 kg but that it will continue to maintain its rigidity. Topological optimization corresponded to the method that was used to fulfill this requirement. This study was systematically integrated into the design methodology, starting from the collection and analysis of the products already on the market to generate a series of concepts that were evaluated from their technical characteristics up to the synthesis of the mechanical design of the platform components. With the implementation of this method, a reduction in mass and volume of 47% and 46% respectively was achieved. And the finite element analyzes validated the stiffness conservation of the component. The final result presents a design with variations in its functions in terms of the direction and weight of the device, superior to those of the products that are on the market, in addition, it satisfies each of the stated objectives.eng
dc.description.abstractEste trabajo presenta el desarrollo del diseño de un producto que da una solución pronta y temporal a los posibles percances que pueden presentarse en la vía por la ocasional avería de un neumático. El diseño de este dispositivo tiene la función de soportar la carga que ejerce el vehículo en una de sus ruedas y sustituir las funciones de esta para garantizar la integridad del usuario y del vehículo. Para ello, se definió como parámetro inicial, que el producto soporte una carga estática máxima de 900 kg (8829 N) y que tenga una masa menor a los 20 kg pero que continúe conservando la rigidez. La optimización topológica correspondió al método que se utilizó para cumplir este requisito, este estudio fue integrado sistemáticamente a la metodología de diseño, iniciando desde la recopilación y análisis de los productos ya existentes en el mercado para generar una serie de conceptos que fueron evaluados desde sus características técnicas hasta la síntesis del diseño mecánico de los componentes de la plataforma. Con la implementación de este método se consiguió una reducción de masa y volumen del 47% y 46% respectivamente. Y los análisis por elementos finitos validaron la conservación de la rigidez del componente. El resultado final presenta un diseño con variantes en sus funciones en cuanto a la dirección y peso del dispositivo, superiores a las de los productos que se encuentran en el mercado, además, satisface cada uno de los objetivos planteados.spa
dc.description.degreelevelPregradospa
dc.description.degreenameIngeniero(a) Mecánico(a)spa
dc.description.funderCosto total del proyecto $9’036.400. Financiación propia $7.884.400. Financiación UAN $1.152.000.es_ES
dc.description.notesPresencialspa
dc.description.sponsorshipOtrospa
dc.identifier.bibliographicCitationAlderton, M. (01 de 08 de 2018). Redshift by Autodesk. Obtenido de Redshift by Autodesk: https://www.autodesk.com/redshift/automotive-design/spa
dc.identifier.bibliographicCitationAshby, M. (2011). Material Property Charts. En M. F. Ashby, Materials Selection in Mechanical Design (pág. 67). ELSEVIERspa
dc.identifier.bibliographicCitationAutodesk Inc. (2020). Autodesk Fusion 360. Recuperado el 17 de 02 de 2020, de https://www.autodesk.com/products/fusion-360/features#generative-designspa
dc.identifier.bibliographicCitationAZoM. (19 de 10 de 2001). AZO MATERIALS. Obtenido de https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=960#spa
dc.identifier.bibliographicCitationBendsØe, M. P. (1989). Optimal shape design as a material distribution problem. Structural Optimization, 1, 193-102.spa
dc.identifier.bibliographicCitationBendsøe, M. P. (2004). Topology Optimization Theory, Methods, and Applications. Springer Verlag.spa
dc.identifier.bibliographicCitationBridgestone. (s.f.). Bridgestone. Recuperado el 2 de 11 de 2019, de https://www.bridgestone.com.co/es/tipo-de-llantas/run-flatspa
dc.identifier.bibliographicCitationChan, A. (1960). The design of Michell optimum structures. Cranfield College of Aeronautics. Obtenido de http://hdl.handle.net/1826/2492spa
dc.identifier.bibliographicCitationChoi, K. K. (2005). Structural Sensitivity Analysis 1. Springer.spa
dc.identifier.bibliographicCitationChristensen, P. W., & Klarbring, A. (2009). An Introduction to Structural. Springer Science.spa
dc.identifier.bibliographicCitationCO, E. (s.f.). ETHAR TRAD. Recuperado el 2 de 11 de 2019, de http://www.ethartrad.com/spa
dc.identifier.bibliographicCitationCollins Manufacturing Corp. (s.f.). Collins Manufacturing Corp. Obtenido de https://www.collinsmfgcorp.com/hi-speed-dolliesspa
dc.identifier.bibliographicCitationCorcoran, P. (1970). Configurational optimization of structures. International Journal of Mechanical Sciences, 12(5), 459-462. Obtenido de https://doi.org/10.1016/0020- 7403(70)90107-4spa
dc.identifier.bibliographicCitationEastwood Company. (s.f.). Eastwood. Obtenido de https://www.eastwood.com/spa
dc.identifier.bibliographicCitationElesa+Ganter. (s.f.). Catalogo General de ruedas industriales para carga pesada. Obtenido de https://www.elesa-ganter.es/es/esp/Ruedas--Rueda-de-gomaelastica--REG2spa
dc.identifier.bibliographicCitationEncyclopaedia Britannica's . (13 de 10 de 2009). Encyclopædia Britannica, Inc. Obtenido de Encyclopædia Britannica, Inc.: https://www.britannica.com/technology/shellstructure-buildingconstruction#:~:text=Shell%20structure%2C%20in%20building%20construction,st eel%20mesh%20(see%20shotcrete).spa
dc.identifier.bibliographicCitationEthar Co. (s.f.). Ethar Co. Obtenido de http://www.ethar-trad.com/spa
dc.identifier.bibliographicCitationGarcía, G. (1984). Un proceso general de diseño en Ingeniería Mecánica. Ingeniería e Investigación, 35spa
dc.identifier.bibliographicCitationGerdau Diaco. (s.f.). Gerdau Diaco. Obtenido de https://www.gerdau.com/gerdaucorsa/es/productsservices/products/Document%2 0Gallery/TABLAS%20DE%20DIMENSIONES_2017.pdfspa
dc.identifier.bibliographicCitationGibson, I., Rosen, D., & Stucker, B. (2015). Additive Manufacturing Technologies. Springer.spa
dc.identifier.bibliographicCitationGordon, J. (1978). Structures. Penguin Books.spa
dc.identifier.bibliographicCitationGuerra, S. J. (24 de 06 de 2015). Adler moldtech. Obtenido de Gestiopolis: https://www.gestiopolis.com/concepto-de-optimizacion-de-recursos/spa
dc.identifier.bibliographicCitationHauser, J., & Clausing, D. (1988). Harvard Business Review. Obtenido de The House of Quality: https://hbr.org/1988/05/the-house-of-quality?language=esspa
dc.identifier.bibliographicCitationHemp, W. S. (1958). Theory of structural design. College of Aeronautics. Obtenido de http://dspace.lib.cranfield.ac.uk/handle/1826/8688spa
dc.identifier.bibliographicCitationHopkins, S. N. (1998). Optimality of a fully stressed design. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 215-221. Obtenido de https://doi.org/10.1016/S0045- 7825(98)00041-3spa
dc.identifier.bibliographicCitationHuang, X., & Xie, Y. (2010). Evolutionary Topoly Optimization Continuum Structurers. WILEY.spa
dc.identifier.bibliographicCitationIlanko, S. (2014). The Rayleigh-Ritz Method. WILEY.spa
dc.identifier.bibliographicCitationINTEROLL. (2018). CATALOGO DE RODILLOS TRANSPORTADORES. Obtenido de https://www.interroll.com/fileadmin/user_upload/Downloads__PDF_/Rollers/Catalo g_2018/Conveyor_Roller_Catalog_ES.pdfspa
dc.identifier.bibliographicCitationJain, N. (2018). Effect of self-weight on topological optimizationof static loading structures. Alexandria Engineering Journal, 57(1), 527-535. Obtenido de https://doi.org/10.1016/j.aej.2017.01.006spa
dc.identifier.bibliographicCitationJuvinall, R. (2013). Diseño de Elementos de Maquinas. LIMUSA WILEY.spa
dc.identifier.bibliographicCitationJuvinall, R. C. (2013). Fundamentos del Diseño. En Diseño de Elementos de Maquinas (pág. 3). LIMUSA, S.A.spa
dc.identifier.bibliographicCitationKirsch, U. (1993). Structural Optimization. Springer Verlag.spa
dc.identifier.bibliographicCitationLazovic, T., Ristivojevic, M., & Mitrovic, R. (2005). Mathematical Model of Load Distribution in Rolling Bearing. Faculty of Mechanical Engineering, 189.spa
dc.identifier.bibliographicCitationLuenberger , D. (2008). Linear and Nonlinear. Springer.spa
dc.identifier.bibliographicCitationLuque, P., Alvarez, D., & Vera, C. (2004). Ingeniería del automóvil: sistemas y comportamiento dinámico. THOMSON.spa
dc.identifier.bibliographicCitationMa, Y. (2015). Product design-optimization integration via associative optimization. Advanced Engineering Informatics, 30. Obtenido de https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1474034616303202spa
dc.identifier.bibliographicCitationMeske, R., Schnack, E., & Sauter, J. (2005). Nonparametric gradient-less shape optimization for real-world. Struct Multidisc Optim, 204-205.spa
dc.identifier.bibliographicCitationMott, R. (2006). Diseño de Elementos de Maquinas. PEARSON Educación.spa
dc.identifier.bibliographicCitationMott, R. L. (2006). La naturaleza del diseño mecánico. En Diseño de Elementos de Máquinas (págs. 3-10). Pearson Education.spa
dc.identifier.bibliographicCitationNisbet, R. G. (2018). DISEÑO EN INGENIERÍA MECÁNICA DE SHIGLEY (10 ed.). McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. Recuperado el 2020spa
dc.identifier.bibliographicCitationOberle, B. (2019). Panorama de los recursos globales 2019. Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente.spa
dc.identifier.bibliographicCitationOchoa Sánchez, C. A. (2019). Optimización Topologíca en Estructuras de Tres Dimensiones Usando Elementos Finitos en el Campo Elástico Lineal. Bogotá: Universidad Nacional de Colombia.spa
dc.identifier.bibliographicCitationP. Beer, F. (2013). Mecanica de Materiales. McGraw-Hill Interamericanca Editores.spa
dc.identifier.bibliographicCitationPedersen, P. (1972). On the optimal layout of multi-purpose trusses. Computers & Structures, 2(5-6), 695-712. Obtenido de https://doi.org/10.1016/0045- 7949(72)90032-6spa
dc.identifier.bibliographicCitationPeng, Y. S. (2018). Topology optimization for continuum structures with stress and displacement constraints. En Modelling, Solving and Application for Topology Optimization of Continuum Structures (págs. 171-197). Butterworth-Heinemann.spa
dc.identifier.bibliographicCitationPugh, S. (1991). Total Design Integrated Methods for Successful Product Engineering.spa
dc.identifier.bibliographicCitationQuispe, A. (2015). Analisis matricial de estructuras. MACRO.spa
dc.identifier.bibliographicCitationRotor Clip. (s.f.). Catalogo coporativo de productos. Obtenido de http://rotorclip.com/uk/downloads/spanish_catalog.pdfspa
dc.identifier.bibliographicCitationSaxena, N. J. (2018). Effect of self-weight on topological optimization of static loading structures. Alexandria Engineering Journal, 57(2), 527-535.spa
dc.identifier.bibliographicCitationSGS Engineering. (s.f.). SGS Engineering. Obtenido de SGS Engineering: https://www.sgs-engineering.com/wd2000-450kg-wheel-dolliesspa
dc.identifier.bibliographicCitationSKF. (s.f.). SKF. Obtenido de https://www.skf.com/binary/76-121486/0901d19680416953- 10000_2-ES---Rolling-bearings.pdfspa
dc.identifier.bibliographicCitationSmith, W. (2004). Fundamentos de la ciencia e Ingeniería de Materiales. McGRAW-HILL INTERAMERICANA EDITORES.spa
dc.identifier.bibliographicCitationSuzuki, K., & Kikuchi, N. (1991). A homogenization method for shape and. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 93, 293-294. Obtenido de https://doi.org/10.1016/0045-7825(91)90245-2spa
dc.identifier.bibliographicCitationTedric A., H. (2001). Rolling bearing analysis. John Wiley & Sons, Inc.spa
dc.identifier.bibliographicCitationUllman, D. (2003). The Mechanical Design Process. McGraw-Hillspa
dc.identifier.bibliographicCitationUlrich, K., & Eppinger, S. (2013). Diseño y Desarrollo de Productos. McGraw-Hill.spa
dc.identifier.bibliographicCitationVinoski, J. (21 de 01 de 2020). Forbes. Obtenido de Forbes: https://www.forbes.com/sites/jimvinoski/2020/01/21/3-d-printing-and-electricvehicles-a-match-made-in-heaven/#2b26b4721115spa
dc.identifier.bibliographicCitationWieländer+Schill Gruppe. (s.f.). Wieländer+Schill Gruppe. Obtenido de Wieländer+Schill Gruppe: https://www.wielanderschill.com/en/catalogue/spa
dc.identifier.bibliographicCitationZienkiewicz, O. C. (1982). El método de los elementos finitos. EDITORIAL REVERTÉ, S. A.spa
dc.identifier.instnameinstname:Universidad Antonio Nariñospa
dc.identifier.reponamereponame:Repositorio Institucional UANspa
dc.identifier.repourlrepourl:https://repositorio.uan.edu.co/spa
dc.identifier.urihttp://repositorio.uan.edu.co/handle/123456789/2210
dc.language.isospaspa
dc.publisherUniversidad Antonio Nariñospa
dc.publisher.campusBogotá - Surspa
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeniería Mecánica, Electrónica y Biomédicaspa
dc.publisher.programIngeniería Mecánicaspa
dc.rightsAcceso abierto
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccessspa
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2spa
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)spa
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/spa
dc.subjectPlataforma mecánica rodantees_ES
dc.subjectOptimización topológicaes_ES
dc.subjectDiseño mecánicoes_ES
dc.subjectNeumáticoses_ES
dc.subject.keywordRolling mechanical plataformes_ES
dc.subject.keywordtopological optimizationes_ES
dc.subject.keywordMechanical designes_ES
dc.subject.keywordTireses_ES
dc.titleDiseño de una plataforma mecánica rodante con capacidad de carga de 900 kg que sustituya temporalmente las funciones de un neumático averiado, utilizando el método de optimización topológicaes_ES
dc.typeTrabajo de grado (Pregrado y/o Especialización)spa
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