Caracterización de estructuras celulares cilíndricas con diferentes perfiles radiales de densidad

The internal structures of the antlers of deer and elk have the characteristic of being cellular structures, which are constituted by a thin region of solid bone in the outer zone of the antlers, and a porous region throughout the interior. Furthermore, the porous region has a pattern of holes that...

Full description

Autores:
Bampa Galvis, Daniel
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2021
Institución:
Universidad de los Andes
Repositorio:
Séneca: repositorio Uniandes
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/51618
Acceso en línea:
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Palabra clave:
Estructuras en colmena
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Ingeniería
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description The internal structures of the antlers of deer and elk have the characteristic of being cellular structures, which are constituted by a thin region of solid bone in the outer zone of the antlers, and a porous region throughout the interior. Furthermore, the porous region has a pattern of holes that is not constant, but varies randomly in a radial way, from a lower density value, in the center, to a maximum density value, at the ends. This type of geometry is also found in the long bones of humans and other animals, that is, structures designed to withstand impacts and load conditions that require a high energy absorption capacity. This work aims to propose cylindrical geometries, with circular hole patterns, that simulate the horns of deer and elk, but with the difference that they are not random. Different hole patterns, or different radial density profiles, are then to be tested. It is expected to be able to characterize each of the proposed geometries, in order to analyze the effect of said profiles on the mechanical properties of the structures. Likewise, it is intended to find advantages and disadvantages of these geometries compared to their totally solid counterparts. The results of this study suggest that, for the selected manufacturing parameters, the specimens with density profiles show greater stiffness and resistance when the distribution of the holes is uniform and orderly.
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Furthermore, the porous region has a pattern of holes that is not constant, but varies randomly in a radial way, from a lower density value, in the center, to a maximum density value, at the ends. This type of geometry is also found in the long bones of humans and other animals, that is, structures designed to withstand impacts and load conditions that require a high energy absorption capacity. This work aims to propose cylindrical geometries, with circular hole patterns, that simulate the horns of deer and elk, but with the difference that they are not random. Different hole patterns, or different radial density profiles, are then to be tested. It is expected to be able to characterize each of the proposed geometries, in order to analyze the effect of said profiles on the mechanical properties of the structures. Likewise, it is intended to find advantages and disadvantages of these geometries compared to their totally solid counterparts. The results of this study suggest that, for the selected manufacturing parameters, the specimens with density profiles show greater stiffness and resistance when the distribution of the holes is uniform and orderly.Las estructuras internas de los cuernos de ciervos y alces tienen la característica de ser estructuras celulares, las cuales están constituidas por una región delgada de hueso macizo en la zona exterior de los cuernos, y una región porosa en todo el interior. Además, dicha región porosa presenta un patrón de agujeros que no es constante, sino que varía aleatoriamente de forma radial, desde un valor de densidad más bajo, en el centro, hasta un valor de densidad máximo, en los extremos. Este tipo de geometría se encuentra también en los huesos largos de seres humanos y otros animales, es decir, estructuras destinadas a soportar impactos y condiciones de carga que requieran de una alta capacidad de absorción de energía. Este trabajo pretende proponer geometrías cilíndricas, con patrones de agujeros circulares, que simulen los cuernos de ciervos y alces, pero con la diferencia de que no sean aleatorios. Se van a probar entonces diferentes patrones de agujeros, o bien, diferentes perfiles radiales de densidad. Se espera poder caracterizar cada una de las geometrías propuestas, con el fin de analizar el efecto de dichos perfiles sobre las propiedades mecánicas de las estructuras. Así mismo, se pretende encontrar ventajas y desventajas de estas geometrías frente a sus contrapartes totalmente sólidas. Los resultados de este estudio sugieren que, para los parámetros de manufactura seleccionados, las probetas con perfiles de densidad muestran una mayor rigidez y resistencia cuando la distribución de los agujeros es uniforme y ordenada.Ingeniero MecánicoPregrado29 hojasapplication/pdfspaUniversidad de los AndesIngeniería MecánicaFacultad de IngenieríaDepartamento de Ingeniería MecánicaCaracterización de estructuras celulares cilíndricas con diferentes perfiles radiales de densidadTrabajo de grado - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Texthttp://purl.org/redcol/resource_type/TPEstructuras en colmenaEsfuerzos y deformacionesResistencia de materialesIngeniería201630562Publicationhttps://scholar.google.es/citations?user=FhpNaxkAAAAJvirtual::7096-10000-0003-3134-823Xvirtual::7096-1https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000278483virtual::7096-1429bc57d-8f49-47a2-ad42-ba99a44b4693virtual::7096-1429bc57d-8f49-47a2-ad42-ba99a44b4693virtual::7096-1TEXT23644.pdf.txt23644.pdf.txtExtracted texttext/plain46955https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/36973957-fed0-4c3a-90b6-0e2383731936/downloadb3056ea4562c85dc50425b4a65c624bcMD54THUMBNAIL23644.pdf.jpg23644.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg7183https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/f92157e3-6d1c-446b-8723-7ae86567760b/download24ce683243c57d3803706229bf9442f1MD55ORIGINAL23644.pdfapplication/pdf1990792https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/16cc28ac-14fa-4784-aa78-4775e8994983/download2afd2b32dcb29478654a7584b9c7fcc9MD511992/51618oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/516182024-03-13 13:20:52.244https://repositorio.uniandes.edu.co/static/pdf/aceptacion_uso_es.pdfopen.accesshttps://repositorio.uniandes.edu.coRepositorio institucional Sénecaadminrepositorio@uniandes.edu.co