Cuatro estudios en materiales con aplicaciones en la industria del transporte
Carrión Viramontes Francisco Javier, del Valle Moreno Angélica, Salvador Morales Agustín, Terán Guillén Jorge, Hernández Guzmán Andrés, González V Jorge Luis, Lozano Guzmán Alejandro, Balmori Ramírez Heberto,
Publicación técnica No.79
Resumen
En este trabajo se presentan cuatro estudios relacionados con la aplicación y el desarrollo de nuevos materiales empleados en la industria del transporte. Los tres primeros estudios aplican el análisis de falla, la mecánica de la fractura y las teorías de elasticidad y plasticidad para resolver un problema industrial relacionado con la falla de una flecha de la transmisión usada en vehículos de carga pesada. El cuarto estudio es una investigación básica en materiales cerámicos usados en la fabricación de soportes catalíticos y, en general, en piezas automotrices que requieren baja densidad, alto módulo de rigidez, baja conductividad térmica y buena resistencia a la corrosión y al desgaste. En el primer estudio se describe la fractura por fatiga de una flecha de transmisión. Para determinar las causas de falla, se analizaron el proceso de manufactura, las propiedades metalúrgicas de las piezas y las condiciones de operación. Se encontró que una grieta se formaba en el cuñero central de la flecha durante el proceso de enderezado, cuando se producía una deformación excesiva en el tratamiento térmico. El segundo estudio describe las pruebas experimentales que se llevaron a cabo para evaluar la severidad de las grietas preexistentes en la capa endurecida de las flechas, para predecir su vida útil y evaluar su resistencia a la fatiga. En esta sección se presentan las propiedades estructurales, tales como las curvas de crecimiento de grieta por fatiga, la tenacidad KIC, el módulo Young E, el esfuerzo de cedencia y y el esfuerzo último u, característicos del material de la flecha. Con base en las propiedades del material y aplicando las teorías de elasticidad y plasticidad, en el tercer estudio se presenta el cálculo de un criterio para la deformación máxima aceptable después del tratamiento térmico de las flechas para evitar el agrietamiento inicial que causa la falla. Finalmente, el cuarto estudio, describe un proceso para obtener alúmina de alta pureza y tamaño submicrométrico utilizando como precursor un gel de bayerita con distintos porcentajes de semillas de alúmina . Se demuestra que las semillas actúan como sitios de nucleación para la transformación de alúmina a alúmina , incrementando la velocidad de transformación del proceso y disminuyendo 75ºC la temperatura de transformación.
Áreas de Interés
Para dependencias oficiales encargadas de la elaboración de normas y el análisis de diseños y seguridad en el transporte; para universidades e institutos de investigación que estén involucrados en proyectos de desarrollo de componentes automotrices y en la aplicación de nuevos materiales en esta misma industria. Asimismo, para las empresas del sector automotriz que fabrican piezas del tren motriz de los vehículos y catalizadores para el control de emisiones. Palabras clave: Mecánica de la Fractura, Análisis de falla, Fatiga, Predicción de Vida Util, Materiales Cerámicos.