Publicaciones CTA

Determinación de la absorción acústica con tubo de impedancia de materiales de protección acústica para uso aeroespacial

Wed, 01 Jan 2025 00:00:00 GMT

Objeto de conferencia XIX Congreso Argentino de Acústica (AdAA) (Universidad Nacional de Lanús, 19 y 20 de noviembre de 2025); XIX Congreso Argentino de Acústica AdAA 2025. Actas En el Centro Tecnológico Aeroespacial de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de La Plata, específicamente en la Unidad de Investigación, Desarrollo, Extensión y Transferencia - Laboratorio de Capa Límite y Fluidodinámica Ambiental, se diseñó y construyó un tubo de impedancia para determinar la absorción acústica de distintos materiales. Entre los materiales ensayados se encuentran diversas mantas acústicas utilizadas para proteger elementos electrónicos sensibles al ruido que forman parte de la carga paga de lanzadores espaciales. Particularmente se busca proteger dichos elementos contra las fuertes vibraciones y ondas acústicas producidas en el despegue. De esta manera, los materiales utilizados deben estar caracterizados en su absorción acústica buscando el menor peso con la mayor absorción posible. En este trabajo se ensayaron en un tubo de impedancia probetas de distintos materiales presentes en el mercado, con el mismo diámetro y el espesor correspondiente, para clasificarlos según absorción y tamaño.; At the Centro Tecnológico Aeroespacial of the Facultad de Ingeniería of the Universidad Nacional de La Plata, particularly at the Unidad de Investigación, Desarrollo, Extensión y Transferencia – Laboratorio de Capa Límite y Fluidodinámica Ambiental, an impedance tube was designed and built to determine the acoustic absorption of different materials. Among the materials tested were various acoustic blankets used to protect noise-sensitive electronic components that are part of the payload of space launch vehicles. Specifically, these components are protected from the strong vibrations and acoustic waves produced during takeoff. Therefore, the materials used must be characterized by their acoustic absorption, seeking the lowest weight with the highest possible absorption. In this work, specimens made of different commercially available materials, with the same diameter and corresponding thickness, were tested in an impedance tube to classify them according to absorption and size.

Caracterización de cámara reverberante

Wed, 01 Jan 2025 00:00:00 GMT

Objeto de conferencia XIX Congreso Argentino de Acústica (AdAA) (Universidad Nacional de Lanús, 19 y 20 de noviembre de 2025); XIX Congreso Argentino de Acústica AdAA 2025. Actas En el Centro Tecnológico Aeroespacial de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de La Plata, específicamente en la Unidad de Investigación, desarrollo, extensión o transferencia - Laboratorio de Capa Límite y Fluidodinámica Ambiental, se diseñó y construyó una cámara reverberante de 22,5 metros cúbicos de volumen y de unas dimensiones aproximadas de 2720 mm x 2320 mm x 3360 mm. La misma cuenta con fuentes sonoras alimentadas por una señal de excitación cuyas características son elegidas de acuerdo con el tipo de perfil requerido. Así mismo, se dispone de cuatro micrófonos GRAS 46AQ de ½”, los cuales están optimizados para la medición de niveles sonoros en campos de incidencia aleatoria, es decir, campos difusos. La caracterización se realizó primero generando ruido blanco y midiendo en varios puntos del interior de la cámara para determinar la distribución uniforme. Una vez establecido esto, se realizaron mediciones para determinar el tiempo de reverberación con la cámara vacía, completando la caracterización de la misma.; At the Centro Tecnológico Aeroespacial of the Facultad de Ingeniería of the Universidad Nacional de La Plata, particularly at the Unidad de Investigación, Desarrollo, Extensión y Transferencia – Laboratorio de Capa Límite y Fluidodinámica Ambiental, a reverberation chamber with a volume of 22.5 cubic meters and approximate dimensions of 2720 mm x 2320 mm x 3360 mm was designed and built. It features sound sources powered by an excitation signal whose characteristics are chosen according to the required profile. It also features four 1/2" GRAS 46AQ microphones, optimized for measuring sound levels in random incidence fields, i.e., diffuse fields. The characterization was first performed by generating white noise and measuring at various points inside the chamber to determine uniform distribution. Once this was established, measurements were taken to determine the reverberation time with the chamber empty, completing the characterization.

Estudio y aplicación de la normativa AAR (Association of American Railroads) para la verificacion de inscripción en curvas de vagones de ferrocarril

Sat, 01 Jan 2022 00:00:00 GMT

Objeto de conferencia VII Congreso Argentino de Ingeniería Mecánica (CAIM) y II Congreso Argentino de Ingeniería Ferroviaria (CAIFE) (Universidad Tecnológica Nacional, 15, 16 y 17 de septiembre de 2021); VII Congreso Argentino de Ingeniería Mecánica y II Congreso Argentino de Ingeniería Ferroviaria: VII CAIM-II CAIFE Se realizará un análisis y presentación de los resultados de cálculos para la verificación de inscripción en curvas (horizontales y verticales) de un vagón de ferrocarril siguiendo los lineamientos especificados en “Manual of Standards and Recommended Practices – SECTION C - PART II – Design, Fabrication and Construction of Freight Cars (2011)” pudiendo negociar las curvas mínimas posibles con el uso de sistemas de enganches estándar y alternativos, teniendo en cuenta para este estudio que los vagones no deberán exceder las curvas de radio mínimo especificadas según AAR[1] y FAT[2] y sin registrarse interferencia entre la carrocería del vagón, los bogies y la vía. Es de destacar que este estudio es desarrollado en conjunto entre Centro Tecnológico Aeroespacial (Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de La Plata), y Fabricaciones Militares Sociedad del Estado.

Control digital super-twisting adaptable de alto orden para la actitud de un planeador espacial

Fri, 01 Jan 2021 00:00:00 GMT

Objeto de conferencia VI Congreso Argentino de Ingeniería Aeronáutica (CAIA 6) (Haedo, modalidad virtual, 17 al 19 de noviembre de 2021); Anales del 6° Congreso Argentino de Ingeniería Aeronáutica En trabajos previos se abordó la problemática del control de actitud de un planeador espacial mediante un enfoque lineal (regulador óptimo cuadrático) y por modos deslizantes super-twisting clásico. El primero sentó un punto de referencia par a el desempeño del lazo cerrado. Con el segundo se logró una significativa reducción en los errores de seguimiento para la actitud, pero a expensas de un cierto nivel de “chattering”, mitigado parcialmente mediante un esquema de adaptación de ganancias. En este trabajo se presenta un nuevo control de actitud basado en modos deslizantes de orden superior con un nuevo esquema de adaptación de ganancias que supera claramente los planteos precedentes en cuanto a precisión en el seguimiento de referencias de actitud y reducción de chattering. La propuesta se evalúa mediante una simulación de alta fidelidad.

Desarrollo de modelo mecánico para simulador de vuelo de un vehículo lanzador

Fri, 01 Jan 2021 00:00:00 GMT

Objeto de conferencia VI Congreso Argentino de Ingeniería Aeronáutica (CAIA 6) (Haedo, modalidad virtual, 17 al 19 de noviembre de 2021); Anales del 6° Congreso Argentino de Ingeniería Aeronáutica Se describen los lincamientos para construir un modelo de elementos finitos que caracterice la respuesta estructural a flexión de un vehículo lanzador, de cara al desarrollo de un simulador de vuelo. Se exponen las hipótesis para la adaptación de la viga del Euler-Bernoulli a la geometría del problema junto con la deducción de las matrices elementales correspondientes. Se contrastan también las frecuencias naturales y respuesta en frecuencia con la teoría de vigas de Timoshenko y con un modelo tridimensional construido en un software de uso comercial a fin de verificar los resultados.

Diseño preliminar de cámara de combustión regenerativa para ensayos

Fri, 01 Jan 2021 00:00:00 GMT

Objeto de conferencia VI Congreso Argentino de Ingeniería Aeronáutica (CAIA 6) (Haedo, modalidad virtual, 17 al 19 de noviembre de 2021); Anales del 6° Congreso Argentino de Ingeniería Aeronáutica En el presente trabajo se presenta el diseño preliminar de una cámara de combustión para un propulsor monoinyector swirl de 700N de empuje a nivel del mar, alimentado con Oxígeno Líquido (LOx) y Metano (CH4). Se muestra el diseño preliminar de una cámara regenerativa de canales axiales que utiliza agua como fluido refrigerante y se plantean diferentes aleaciones de cobre para el liner interno: NarloyZ, AmZirc y cobre libre de oxígeno. Se muestran los análisis térmicos de intercambio de calor entre los gases y la pared de la cámara para cada material y el acoplamiento termo-mecánicos de una vía en forma de mapas de temperaturas y tensiones. El objetivo del análisis es tener disponible una cámara de combustión regenerativa que actúe de punto de inicio para desarrollar las tecnologías necesarias para un motor cohete LOx-CH4 de 40KN para el propulsor principal del vehículo VeCTA. Al mismo tiempo, a través de ensayos, se podrá validar y ajustar modelos para el posterior diseño de cámaras de combustión.

Análisis del ciclo de alimentación para propulsor LOx/CH4 y su impacto en el vehículo

Fri, 01 Jan 2021 00:00:00 GMT

Objeto de conferencia VI Congreso Argentino de Ingeniería Aeronáutica (CAIA 6) (Haedo, modalidad virtual, 17 al 19 de noviembre de 2021); Anales del 6° Congreso Argentino de Ingeniería Aeronáutica En el presente trabajo se analiza el impacto que genera en el vehículo la selección del ciclo de alimentación del propulsor alimentado con LOx y CH4 para el vehículo VeCTA(11. Se plantean cuatro ciclos de alimentación del propulsor: ciclo con turbobombas y generador de gas (GG), ciclo con turbobombas de expansión, ciclo con turbobombas alimentadas con sangrado de líquido refrigerante (Bleed) y ciclo con bombas y motores eléctricos. Se realiza el diseño preliminar del propulsor para cada ciclo de alimentación a diferentes presiones de cámara (entre 30 Bar y 65 Bar) y empuje a nivel del mar (entre 25 KN y 40 KN), fijando la presión de salida de la tobera a 50KPa. Para poder evaluar el impacto en el vehículo, se fija para todos los casos la presión de los tanques de propelentes en 4 Bar y se impone que la aceleración a nivel del mar del vehículo lleno es de 1,3 G. Se presentan los resultados en modo de gráficos, así como la metodología utilizada para realizar el análisis y la estimación de masas de componentes.

Exact results for weakly nonlinear composites and implications for homogenization methods

Wed, 01 Jan 2020 00:00:00 GMT

Articulo Comptes Rendus Mécanique; vol. 348, no. 10-11 Weakly nonlinear composite conductors are characterized by position-dependent dissipation potentials expressible as an additive composition of a quadratic potential and a nonquadratic potential weighted by a small parameter. This additive form carries over to the effective dissipation potential of the composite when expanded to first order in the small parameter. However, the first-order correction of this asymptotic expansion depends only on the zeroth-order values of the local fields, namely, the local fields within the perfectly linear composite conductor. This asymptotic expansion is exploited to derive the exact effective conductivity of a composite cylinder assemblage exhibiting weak nonlinearity of the power-law type (i.e., power law with exponent m=1 + δ such that |δ| <<1), and found to be identical (to first order in δ) to the corresponding asymptotic result for sequentially laminated composites of infinite rank. These exact results are used to assess the capabilities of more general nonlinear homogenization methods making use of the properties of optimally selected linear comparison composites.

Model reduction by mean-field homogenization in viscoelastic composites. II. Application to rigidly reinforced solids

Wed, 28 Oct 2020 00:00:00 GMT

Articulo Proceedings of the Royal Society A; vol. 476, no. 2242 The mean-field homogenization scheme proposed by Lahellec & Suquet (2007 Int. J. Solids Struct. 44, 507–529 (doi:10.1016/j.ijsolstr.2006.04.038)) and revisited in a companion paper (Idiart et al. 2020 Proc. R. Soc. A 20200407 (doi:10.1098/rspa.2020.0407)) is applied to random mixtures of a viscoelastic solid phase and a rigid phase. Two classes of mixtures with different microstructural arrangements are considered. In the first class the rigid phase is dispersed within the continuous viscoelastic phase in such a way that the elastic moduli of the mixture are given exactly by the Hashin–Shtrikman formalism. In the second class, both phases are intertwined in such a way that the elastic moduli of the mixture are given exactly by the Self-Consistent formalism. Results are reported for specimens subject to various complex deformation programmes. The scheme is found to improve on earlier approximations of common use and even recover exact results under several circumstances. However, it can also generate highly inaccurate predictions as a result of the loss of convexity of the free-energy density. An auspicious procedure to partially circumvent this issue is advanced.

Model reduction by mean-field homogenization in viscoelastic composites. I. Primal theory

Wed, 01 Jan 2020 00:00:00 GMT

Articulo Proceedings of the Royal Society A; vol. 476, no. 2242 A homogenization scheme for viscoelastic composites proposed by Lahellec & Suquet (2007 Int. J. Solids Struct.44, 507–529 (doi:10.1016/j.ijsolstr.2006.04.038)) is revisited. The scheme relies upon an incremental variational formulation providing the inelastic strain field at a given time step in terms of the inelastic strain field from the previous time step, along with a judicious use of Legendre transforms to approximate the relevant functional by an alternative functional depending on the inelastic strain fields only through their first and second moments over each constituent phase. As a result, the approximation generates a reduced description of the microscopic state of the composite in terms of a finite set of internal variables that incorporates information on the intraphase fluctuations of the inelastic strain and that can be evaluated by mean-field homogenization techniques. In this work we provide an alternative derivation of the scheme, relying on the Cauchy–Schwarz inequality rather than the Legendre transform, and in so doing we expose the mathematical structure of the resulting approximation and generalize the exposition to fully anisotropic material systems.

Método numérico para la estimación de cargas estructurales dinámicas en lanzadores espaciales

Fri, 01 Jan 2021 00:00:00 GMT

Objeto de conferencia XI Congreso Argentino de Tecnología Espacial - Cate 2021 (Mendoza, 7 al 9 de abril de 2021) Conocer el comportamiento estructural de lanzadores frente a cargas dinámicas durante la misión resulta de suma importancia para poder garantizar la integridad general del vehículo y de los sistemas que lo componen. Existen muchos programas de uso comercial que permiten generar modelos FEM para simular la dinámica estructural con un alto nivel de detalle, trayendo como contrapartida el incremento exponencial de los tiempos de cálculo. Es en este punto donde se vuelve interesante generar un modelo simple que conserve la física relevante del problema, optimizando así la relación entre precisión y recursos computacionales. En el presente trabajo se describe el proceso de construcción de un modelo numérico de desarrollo propio basado en el método de elementos finitos capaz de estimar en forma precisa los modos naturales de una estructura, pudiendo luego conservar aquellos que son relevantes para el fenómeno físico que se desea estudiar. Con este modelo se analizará la respuesta longitudinal transitoria y estacionaria de la estructura de un lanzador frente a cargas dinámicas, contrastando los resultados con simulaciones realizadas en un programa de elementos ñnitos de uso comercial. En el presente trabajo se desarrolla un sistema de control de trayectoria para un modelo linealizado de un decelerador aerodinámico de alas rotatorias (pararrotor). Los pararrotores son dispositivos que funcionan en régimen de autorrotación, y están pensados para la realización de una variedad de tareas que pueden ir desde la recuperación de sondas espaciales hasta la entrega de cargas en sitios de difícil acceso por vía terrestre o acuática. Debido a características constructivas, utilizan palas de bajo alargamiento, con lo que se añaden singularidades aerodinámicas propias de este tipo de palas. Luego de analizar las principales características dinámicas del dispositivo, se diseña el sistema de control de trayectoria. Para el mismo se propone un esquema de control en cascada, en donde a partir de controlar la actitud del pararrotor se controla la trayectoria de descenso. Esto hace necesario diseñar un lazo interno, donde se pone en juego la dinámica actitudinal del pararrotor, y un lazo externo para el cual se utiliza un modelo de masa puntual. Esta hipótesis permite desacoplar el control de trayectoria en el plano horizontal mediante dos controles SISO en cada uno de los ejes ligados al cuerpo, mientras que para la actitud se analiza la implementación de un control por realimentación de estados. A modo de validación (o comparación) se presenta una evaluación de los aspectos dinámicos esenciales del sistema de control obtenido mediante el modelo linealizado.

Proyecto "Satélite Universitario" de la Universidad Nacional de La Plata: viabilidad, áreas de interés y misiones consideradas

Fri, 01 Jan 2021 00:00:00 GMT

Objeto de conferencia XI Congreso Argentino de Tecnología Espacial - Cate 2021 (Mendoza, 7 al 9 de abril de 2021) El proyecto Satélite Universitario, encabezado por el Centro Tecnológico Aeroespacial (CTA), tiene el objetivo de diseñar, construir, ensayar y operar el primer satélite de la Universidad Nacional de La Plata. Habiendo participado en gran parte de las misiones satelitales argentinas a través del Grupo de Ensayos Mecánicos Aplicados (GEMA), el CTA tiene más de 20 años de experiencia en el área espacial y una infraestructura apta para la construcción y ensayo de satélites. Con la creación de la carrera de Ingeniería Aeroespacial, este proyecto busca darles a los estudiantes la oportunidad de participar en el proceso de desarrollo de sistemas espaciales desde las fases iniciales hasta el lanzamiento, operación y fin de vida. En este trabajo se presentará un resumen del estudio de viabilidad desde las perspectivas de la infraestructura, el desarrollo tecnológico y la experiencia de los profesionales involucrados. Además, se detallan las áreas de interés captadas en la primera convocatoria y las misiones que se consideraron para este primer satélite, como punto de posible colaboración con otras universidades e instituciones.

Diseño preliminar de la estructura primaria para un CubeSat de 3U

Fri, 01 Jan 2021 00:00:00 GMT

Objeto de conferencia XI Congreso Argentino de Tecnología Espacial - Cate 2021 (Mendoza, 7 al 9 de abril de 2021) En el contexto del proyecto Satélite Universitario de la Universidad Nacional de La Plata, en el Centro Tecnológico Aeroespacial se están diseñando las estructuras primaria y secundaria para un CubeSat de 3U. Muchos de los requerimientos de los CubeSats están altamente estandarizados, y la estructura primaria no es excepción, lo que representa ventajas y desventajas en el desarrollo. El objetivo final será contar con un diseño propio que se pueda utilizar en esta misión y en futuros satélites universitarios, reduciendo los costos de fabricación del sistema. En este trabajo se presenta el diseño preliminar de la estructura primaria de un CubeSat de 3U con sus requerimientos y las simulaciones de verificación pertinentes. Además, se muestran variantes que se consideraron durante el desarrollo y las ventajas del diseño preliminar elegido.

Análisis de pandeo de tanques estructurales de vehículo lanzador

Fri, 01 Jan 2021 00:00:00 GMT

Objeto de conferencia XI Congreso Argentino de Tecnología Espacial - Cate 2021 (Mendoza, 7 al 9 de abril de 2021) El trabajo presenta el análisis estructural de colapso realizado a los tanques estructurales de un vehículo lanzador de combustible líquido. Debido a que el tanque se encuentra constituido por diferentes elementos estructurales como chapa cilíndrica, largueros, cuadernas, se presenta el análisis de colapso de los componentes por separado y luego el comportamiento del conjunto. Desde el punto de vista del análisis de colapso de la chapa cilíndrica se presenta un cálculo analítico y posteriormente una contrastación de resultados con modelos de elementos finitos en los que se analiza el comportamiento a la compresión incorporando distinto tipo de imperfecciones producto de realizar mediciones en sobre una chapa previamente soldada con el mismo método que se empleará para confeccionar los tanques estructurales finales. Dentro de los métodos de medición de las imperfecciones de la chapa se realizó una aproximación de la deformación que genera la soldadura longitudinal por efectos térmicos, la cual se la incorporó a los modelos de elementos finitos para analizar el pandeo, por otro lado se realizó un escaneo de la geometría de un espécimen con un brazo faro el cual se procesó con una herramienta CAD para luego incorporar a los modelos de elementos finitos. Finalmente se presenta una propuesta se ensayos a realizar sobre los componentes para realizar una validación de los resultados obtenidos con análisis realizados a la fecha.

Diseño de una bomba impulsada eléctricamente para un motor cohete

Sun, 01 Jan 2017 00:00:00 GMT

Objeto de conferencia IX Congreso Argentino de Tecnología Espacial (CATE) (Córdoba, 26 al 28 de abril de 2017) A partir de las ventajas de incorporar motores eléctricos del tipo brushless para reemplazar la turbina de un sistema de turbobombas, se presenta en este trabajo el diseño de una bomba para impulsar combustible en un sistema de propulsión cohete del tipo pump-fed. Estos sistemas pueden denominarse e-pump-fed. Se presenta el diseño del conjunto compacto motor+bomba y sus conexiones de entrada y de salida. Se hace hincapié en el diseño de la bomba en función de la performance del motor eléctrico utilizado. Para el primer diseño se decidió ajustar los parámetros de torque, velocidad y potencia a motores COTs. Se muestran los diseños del conjunto, los parámetros hidráulicos de la bomba y los parámetros de performance de la misma. Se realizan estimaciones de pesos y configuraciones reforzando el concepto de la ventaja de estos sistemas para etapas superiores. También se analiza la capacidad de variación de funcionamiento fuera de su rango nominal de diseño

Ensayo y validación de tanques esféricos de aluminio para sistemas del tipo press-fed

Sun, 01 Jan 2017 00:00:00 GMT

Objeto de conferencia IX Congreso Argentino de Tecnología Espacial (CATE) (Córdoba, 26 al 28 de abril de 2017) Los tanques esféricos son muy utilizados en la industria aeroespacial por su ser la forma geométrica más liviana capaz de soportar presión interna, dado a que las tensiones se distribuyen uniformemente en todo su espesor. El objetivo del trabajo es presentar el ensayo estructural realizado a un tanque esférico para utilización en un vehículo lanzador. El ensayo consistió en la aplicación progresiva de presión interna y la adquisición de dicha magnitud, así como la deformación en determinados puntos clave por medio de strain gages hasta la rotura del mismo. Estas deformaciones se utilizaron como parámetros de validación de los modelos de elementos finitos utilizados para el diseño del mismo. Se presenta análisis de resultados y conclusiones.

Diseño de tanques esféricos de aluminio para sistemas tipo press-fed

Sun, 01 Jan 2017 00:00:00 GMT

Objeto de conferencia IX Congreso Argentino de Tecnología Espacial (CATE) (Córdoba, 26 al 28 de abril de 2017) El objetivo del trabajo es presentar el diseño y verificación estructural mediante el uso de software de elementos finitos de un tanque esférico para utilizar en un vehículo lanzador. Se detallan los modelos numéricos implementados para la verificación estructural del mismo en zonas particular como las bridas de alimentación y descarga y las patas que lo sujetan al fuselaje del vehículo lanzador. Los análisis realizados consisten en simulaciones estáticas lineales axilsimétricas y en superficies de las cuales contemplan la plasticidad del material del tanque y una disminución de las propiedades mecánicas producto de la soldadura en zonas cercanas a las mismas. Se realiza un exhaustivo diseño de la metodología de sujeción a fin de disminuir sus efectos sobre las tensiones membranales. También se realiza un análisis termo-elástico del conjunto para evaluar la aparición de tensiones a partir de la contracción del tanque al utilizar líquidos criogénicos en su interior.

Turbo-bombas vs. bombas eléctricas

Sun, 01 Jan 2017 00:00:00 GMT

Objeto de conferencia IX Congreso Argentino de Tecnología Espacial (CATE) (Córdoba, 26 al 28 de abril de 2017) Este trabajo muestra el diseño y la justificación del porqué utilizar sistemas de bombas eléctricas indicando sus pros y contras. La base de este diseño se aplicará luego al diseño de una etapa completa.

Diseño de sistema de almacenamiento de energía eléctrica (Li) y sistemas de control para bomba eléctrica para un motor cohete

Sun, 01 Jan 2017 00:00:00 GMT

Objeto de conferencia IX Congreso Argentino de Tecnología Espacial (CATE) (Córdoba, 26 al 28 de abril de 2017) El avance continuo de las tecnologías de almacenamiento de iones de litio ha demostrado al mundo que es factible movilizar vehículos terrestres y aéreos puramente eléctricos. A su vez, los actuales motores Brushless (BLDC) de alta eficiencia, sin mantenimiento y bajo peso, nos dan mayor confiabilidad en este desafío. En este trabajo se analizan los requerimientos necesarios para poder utilizar energía eléctrica almacenada en baterías, con el objeto de energizar una bomba eléctrica de aplicación para motores cohete del tipo pump-fed. Se analizan fundamentalmente los aspectos involucrados en el diseño, construcción y operación de las unidades de almacenamiento de energía eléctrica, en particular utilizando celdas de litio de tecnología LiFePo4. Se hace la comparación de pesos a partir de la utilización de otras tecnologías de almacenamiento. La primera tarea que se realiza es determinar qué potencia eléctrica se requiere en el motor eléctrico COTs para ajustarse a los parámetros de funcionamiento de la bomba. Luego se describirán los pasos necesarios para construir una batería asociada a tal aplicación, detallando y mostrando aspectos funcionales de las celdas individuales, perfiles de temperatura, así como también la forma de carga y de interconexión entre celdas. Se explicará el por qué se ha seleccionado la tecnología de LiFePo4, comparándola con las de litio cobalto o litio manganeso. Con la utilización de celdas de iones de litio, es necesario contar con un sistema de control BMS (Battery Management System) que evalúe el estado de carga de las celdas individuales. Con adecuadas estrategias de selección de pilas se puede lograr obtener los parámetros óptimos para una operación segura.

Porous polycrystal plasticity modeling of neutron-irradiated austenitic stainless steels

Wed, 01 Jan 2020 00:00:00 GMT

Preprint Journal of Nuclear Materials; vol. 542 A micromechanical model for quantifying the simultaneous influence of irradiation hardening and swelling on the mechanical stiffness and strength of neutron-irradiated austenitic stainless steels is proposed. The material is regarded as an aggregate of equiaxed crystalline grains containing a random dispersion of pores (large voids due to large irradiation levels) and exhibiting elastic isotropy but viscoplastic anisotropy. The overall properties are obtained via a judicious combination of various bounds and estimates for the elastic energy and viscoplastic dissipation of voided crystals and polycrystals. Reference results are generated with full-field numerical simulations for dense and voided polycrystals with periodic microstructures and crystal plasticity laws accounting for the evolution of dislocation and Frank loop densities. These results are calibrated with experimental data available from the literature and are employed to assess the capabilities of the proposed model to describe the evolution of mechanical properties of highly irradiated Solution Annealed 304L steels at 330°C. The agreement between model predictions and simulations is seen to be quite satisfactory over the entire range of porosities and loadings investigated. The expected decrease of overall elastic properties and strength for porosities observed at large irradiation levels is reported. The mathematical simplicity of the proposed model makes it particularly apt for implementation into finite-element codes for structural safety analyses.