Banco Proyectos de Grado

Banco de Proyectos para pregrado del

programa de Ingeniería Mecánica

Año 2020

 

El presente banco de proyectos está recomendado para los estudiantes del programa de Ingeniería Mecánica que deseen realizar trabajo de grado, vincularse con una línea de investigación de alguno de los grupos de investigación de la Facultad y a la fecha no cuenten con proyecto para su trabajo. Se ha elaborado a partir del interés manifiesto de los docentes de la Facultad en sus respectivos temas de investigación. A continuación, encontrarán diversos proyectos y los docentes a cargo. Los estudiantes pueden ponerse en contacto con el profesor encargado.   

 

Título

Descripción

Requisito

Normalización de símbolos de representación de unidades para la FIM

Profesor: Luis Carlos Ríos

lcrios@utp.edu.co

Hacer una investigación con referentes internacionales para normalizar la simbología usada en las diferentes áreas de la Facultad de Ingeniería Mecánica

Ninguno

Creación del índice de automatización para empresas metalmecánicas

Profesor: Luis Carlos Ríos

lcrios@utp.edu.co

Hacer una revisión del tema a nivel internacional, para definir la mejor forma de crear un índice de automatización de las empresas metalmecánicas de la región y el país

Ninguno

Análisis micro estructural y soldabilidad de materiales disimilares como el níquel (Ni) con un cerámico de carburo de tungsteno y cobalto (WC-Co)

Profesor: José Luddey Marulanda

jlmarulanda@utp.edu.co

En este trabajo se quiere estudiar el mecanismo de difusión  WC-Co y el níquel durante el proceso de soldadura por difusión y como puede cambiar las propiedades mecánicas en la zona de unión, para lograr lo anterior se harán análisis de microscopia electrónica de barrido (MEB), microscopia electrónica de transmisión (TEM), micro dureza, nano dureza y microscopia de fuerza atómica.

Materiales de ingeniera II y el laboratorio de materiales

Dynamic model of circular brushes for deburring and rust removal

Profesor: Libardo Vanegas Useche

lvanegas@utp.edu.co

El proyecto consiste en modificar (actualizar) un modelo dinámico de elementos finitos existente, desarrollado en el sofware ANSYS, y aplicarlo a cepillos industriales circulares.

Actividades a realizar:

1) Realizar una revisión de la literatura

2) Modificar (actualizar) un modelo dinámico de elementos finitos de un cepillo lateral para barrido de calles, desarrollado en el software ANSYS

3) Aplicar el modelo a un cepillo circular para desbarbado y eliminación de óxido

4) Comparar los resultados con los disponibles en la literatura (correspondientes a modelos estáticos), y concluir con base en esta comparación si un modelo estático es suficiente o si el modelo dinámico suministra mejores resultados

5) Escritura de la tesis y de un artículo

Es conveniente, aunque no imprescindible, tener un nivel B1 de inglés para la revisión de la literatura

Reducción del consumo de combustible en flotas cautivas

Profesor: Juan Camilo López

juanc.lopez@utp.edu.co

Evaluación del consumo de combustible de flotas cautivas y de diversas estrategias de reducción del mismo

Ninguno

Dynamic model of cup brushes for surface finishing operations and for cleaning fouling-release coatings

Profesor: Libardo Vanegas Useche

lvanegas@utp.edu.co

El proyecto consiste en modificar (actualizar) un modelo dinámico de elementos finitos existente, desarrollado en el sofware ANSYS, y aplicarlo a cepillos industriales en forma de copa.

Actividades a realizar:

1) Realizar una revisión de la literatura

2) Modificar (actualizar) un modelo dinámico de elementos finitos de un cepillo lateral para barrido de calles, desarrollado en el software ANSYS

3) Aplicar el modelo a cepillos de copa para operaciones de acabado de superficies y para limpiar recubrimientos de liberación de incrustaciones

4) Comparar los resultados con los disponibles en la literatura (correspondientes a modelos estáticos), y concluir con base en esta comparación si un modelo estático es suficiente o si el modelo dinámico suministra mejores resultados

5) Escribir la tesis y un artículo

Es conveniente, aunque no imprescindible, tener un nivel B1 de inglés para la revisión de la literatura

Desarrollo e implementación de una herramienta computacional para la síntesis de mecanismos planos

Profesor: Luz Adriana Mejía

adriamec@utp.edu.co

Como son muy pocas las herramientas desarrolladas para la síntesis de mecanismos planos, el presente proyecto está encaminado a desarrollar e implementar una herramienta computacional para la síntesis dimensional de mecanismos planos.

Actividades a realizar:

•Determinar los modelos matemáticos para diferentes casos de síntesis de los mecanismos cuadrilátero articulado y manivela deslizador.

•Elaborar algoritmos de resolución numérica a partir de los modelos matemáticos obtenidos.

•Crear una interfaz gráfica de usuario para ingreso de requerimientos, tipo de síntesis y simulación de los mecanismos sintetizados.

•Realizar pruebas comparativas de los resultados obtenidos.

•Realizar un tutorial de la herramienta computacional.

Síntesis de mecanismos

Desarrollo de hojas de cálculo para el análisis exergo-económico de procesos típicos del sector industrial colombiano

Profesor: Yamid Carranza

yamidc@utp.edu.co

En este proyecto se pretende desarrollar diferentes hojas de cálculo que permitan replicar algunos esquemas productivos típicos de la industria colombiana y llevar a cabo su correspondiente análisis exergo-económico. Estas hojas de cálculo serán elaboradas usando el software Engineering Equation Solver EES.

Es importante aclarar que la parte exergo-económica, aunque no se ha trabajado   en los cursos, es un valor agregado del trabajo y se trabajará bajo la asesoría del orientador y de los profesores del área en caso de ser necesario

Actividades a realizar

1) Manejar las diferentes opciones de programación y cálculo ofrecidas por el EES

2) Revisar y comprender algunos esquemas tecnológicos típicos de algunos procesos industriales del ámbito colombiano.

3) Llevar a cabo el modelado de los diferentes procesos empleando las ecuaciones básicas de conservación de masa y energía y, adicionalmente, las ecuaciones relacionadas con el análisis exergético y de costos

Termodinámica II

Estudio experimental sobre la eficiencia energética de calentadores de agua a gas natural

Profesor: Yamid Carranza

yamidc@utp.edu.co

En este proyecto se pretende desarrollar e implementar una metodología para la determinación de la eficiencia de un calentador de agua a gas natural de baja potencia. Es un proyecto experimental en que se deben medir variables termofluídicas para determinar cuál es la eficiencia de un calentador de agua a gas y comparar con la información técnica suministrada por el fabricante

Actividades a realizar

1) Explorar la normatividad acerca de las pruebas de eficiencia de este tipo de calentadores.

2) Diseñar y poner a punto el experimento para llevar a cabo la medición de las variables requeridas en la determinación de la eficiencia del calentador.

3) Llevar a cabo los cálculos necesarios y validar los resultados del análisis energético realizado en el calentador.

Termodinámica II

Análisis exergético de un sistema de separación de petróleo

Profesor: Yamid Carranza

yamidc@utp.edu.co

Descripción del proyecto

En los procesos de procesamiento primario de petróleo la fase inicial de separación es un proceso que puede demandar una gran cantidad de energía. En este estudio se presente realizar un análisis exergético que permita tener un indicador energético para evaluar el desempeño de este proceso.

La idea es que el estudiante pueda implementar algunos modelos de procesos de separación típicos de la industria petrolera y llevar a cabo la simulación en el software Aspen HYSYS.

Actividades a realizar

1) Aprender a simular en el software Aspen HYSYS los procesos de separación.

2) Implementar los algoritmos de cálculo exergético en Aspen HYSYS.

3) Llevar a cabo un diseño experimental que permita estudiar cómo influyen las variables de operación en el desempeño energético del proceso de separación.

Termodinámica II

On the determination of the stress intensity factor range threshold and factors that affect it.

Profesor: Libardo Vanegas Useche

lvanegas@utp.edu.co

El proyecto consiste en escribir una monografía sobre los métodos y criterios existentes para determinar el umbral del rango del factor de intensidad de esfuerzos y sobre los factores que lo afectan.

Actividades a realizar

1) Realizar una revisión crítica y suficiente de la literatura

2) Desarrollar las conclusiones de la revisión

3) Escribir la monografía (el trabajo de grado) y un artículo

Es conveniente tener un nivel B1 de inglés para la revisión de la literatura

Aspects of short crack fatigue propagation

Profesor: Libardo Vanegas Useche

lvanegas@utp.edu.co

La mecánica de fractura elástica lineal (LEFM) estudia elementos agrietados y aplica para grietas largas, ya que en las grietas cortas el tamaño de la zona plástica es del mismo orden de magnitud que la longitud de la grieta o, en otras palabras, la grieta incluso está embebida en la zona plástica. En este trabajo se pretende revisar los aspectos que deben tenerse en cuenta para modelado del crecimiento de grietas cortas

Actividades a realizar

1) Realizar una revisión crítica y suficiente de la literatura

2) Organizar los aspectos y criterios a tener en cuenta para modelar crecimiento de grietas cortas

3) Escribir la monografía (el trabajo de grado) y un artículo

Es conveniente tener un nivel B1 de inglés para la revisión de la literatura

Correlación entre la temperatura de los gases de escape y la temperatura del ducto de escape de un motor de combustión interna

Profesor: Carlos A. Romero

cromero@utp.edu.co

Correlación entre la temperatura de los gases de escape y la temperatura del ducto de escape de un motor a gasolina refrigerado por agua, proponiendo una metodología para tal propósito. Las temperaturas se medirán a lo largo del ducto de escape del motor operando éste bajo una combinación de cargas y revoluciones representativas de su modo de explotación y las mediciones, junto con la caracterización geométrica del sistema de escape servirán para caracterizar la transferencia de calor en este sistema.

Actividades a realizar

El estudiante deberá familiarizarse con la composición de los motores de combustión interna y las técnicas de medición de temperaturas, así como con la operación del banco de ensayos y la instrumentación disponible en el Laboratorio para este proyecto. El banco de ensayos se encuentra instrumentado y el estudiante deberá elaborar una metodología para la realización de las mediciones y el procesamiento de la información obtenida.

Se demanda actitud experimental y deseos de trabajar por parte del estudiante. El estudiante deberá haber cursado las asignaturas: Física 3, Termodinámica y Mecánica de Fluidos.

Medición y caracterización del ruido generado por un motor de combustión interna bajo diferentes puntos de operación

Profesor: Carlos A. Romero

cromero@utp.edu.co

Se propone realizar el diagnóstico y caracterización de las fuentes de ruido en un motor Diésel monocilíndrico de inyección directa refrigerado por aire, proponiendo una metodología para tal propósito y observando la norma ISO-3745. El ruido se mide a la distancia de 1 metro en cinco de las seis caras del motor operando éste bajo una combinación de cargas y revoluciones representativas de su modo de explotación. El ruido se relacionará con los niveles de presión y vibraciones ya medidos en el banco de ensayos del Laboratorio de Motores de Combustión en proyectos actuales. Como resultado del proyecto, se espera obtener un mapa de presión sobre las caras de la medición y la relación entre el ruido y las fuentes del mismo en el motor, en frecuencia e intensidad.

Actividades a realizar

El trabajo se realizará sobre un banco motor-freno ya instalado e instrumentado en el Laboratorio; la variable adicional que el estudiante procesará es el ruido y para esto instalará un micrófono en 16 posiciones de una malla ubicada a un metro de distancia de cada cara del motor. Deberá levantar este mapa acústico. Para realizar el trabajo, el estudiante deberá familiarizarse con los conceptos fundamentales de acústica para realizar las pruebas, así como para procesar, analizar y procesar la información obtenida. Se requiere actitud del estudiante para elaborar la metodología y sistematizar los ensayos

Es importante la voluntad de trabajo del estudiante y su vocación profesional. El estudiante deberá haber cursado las asignaturas: Física 3, Dinámica, Mecánica de Fluidos.

Predicción del caudal inyectado en un motor Diésel a partir de la presión medida a la entrada del inyector

Profesor: Carlos A. Romero

cromero@utp.edu.co

Este proyecto busca resolver la siguiente pregunta de investigación:

¿Puede desarrollarse un sistema para la identificación de las características de un sistema de inyección relativas a la variación temporal del gasto (tasa de inyección) y las características del chorro Diésel? ¿Cómo se relacionan los procesos de inyección (variación de la presión y caudal en el tiempo) con la composición y parámetros del sistema de inyección y con la composición de los combustibles?

Actividades a realizar

En un banco de inyección con bomba lineal accionada por motor eléctrico, el estudiante deberá insertar una tubería larga modificada para instalar un sensor de presión entre la bomba y el inyector antes de éste. Operando el variador de velocidad, el estudiante medirá los tiempos y presiones de inyección para luego, junto con las características aportadas, procesar los caudales inyectados para cada régimen y con cinco tipos de combustibles (mezclas diésel y biodiesel).

Deseos de trabajar en práctica experimental, gusto por el conocimiento de los sistemas fluídicos. El estudiante deberá haber cursado las asignaturas Matemáticas 3, Dinámica y Mecánica de fluidos.

Correlación experimental entre las propiedades inerciales de un motor de combustión y sus vibraciones mecánicas a partir de mediciones realizadas en banco

Profesor: Carlos A. Romero

cromero@utp.edu.co

Las masas alternativas del motor generan vibraciones relacionadas con las masas del pistón y la biela, con frecuencias y magnitudes proporcionales a las revoluciones, entre otros factores. Es el objetivo del proyecto medir las masas e inercias del mecanismo manivela deslizador de un motor monocilíndrico y relacionar las fuerzas de inercia obtenidas analíticamente con las vibraciones medidas en varios puntos del motor operando bajo diferentes revoluciones.

Actividades a realizar

El estudiante deberá familiarizarse con la dinámica del mecanismo manivela deslizador, medir las masas de los componentes de este sistema, calcular las fuerzas, momentos de inercia, los planos de ubicación y acción de éstos. Experimentalmente el estudiante deberá instalar acelerómetros en diferentes posiciones contiguas al pistón y a los apoyos del cigüeñal y medir y procesar las vibraciones para diferentes revoluciones del motor. Las mediciones permitirán precisar el modelo numérico desarrollado.

El estudiante deberá tener gusto por el trabajo experimental y por la Dinámica. Deberá haber cursado las asignaturas Dinámica y Teoría de máquinas y mecanismos

Modelado biomecánico del cuerpo humano

Profesor: Luz Adriana Mejía

adriamec@utp.edu.co

Desarrollar un modelo musculo-esqueleto de diferentes partes del cuerpo (miembros inferiores y miembros superiores). Para ello el estudiante deberá analizar los diferentes modelos musculo-esqueleto propuestos en la literatura e implementar alguno de ellos en el modelado de un miembro corporal. Establecer restricciones de movimiento propias del conjunto móvil y estimar fuerzas musculares en la ejecución de dichos movimientos.

Teoría de máquinas y mecanismos

Síntesis de mecanismos por métodos probabilísticos

Profesor: Luz Adriana Mejía

adriamec@utp.edu.co

Una alternativa a la solución de las expresiones analíticas en la síntesis dimensional de mecanismos planos es la utilización de métodos probabilísticos, los cuales que van

evaluando soluciones en función de una cierta probabilidad. Estos métodos permiten alcanzar óptimos globales a partir de óptimos locales. Dentro de estos métodos se encuentran los algoritmos genéticos. En este trabajo se propone realizar la síntesis multiobjetivo de mecanismos planos utilizando algoritmos genéticos

Síntesis de mecanismos

Implementación de una herramienta informática en Simulink para el cálculo de las prestaciones de vehículos automóviles

Profesor: Luz Adriana Mejía

adriamec@utp.edu.co

Desarrollar un programa en entorno gráfico de Matlab para hacer análisis cinemático y dinámico de un vehículo automóvil utilizando GUI y Simulink

Dinámica

Calibración cinemática de un manipulador paralelo plano usando apps

Profesor: Luz Adriana Mejía

adriamec@utp.edu.co

Realizar la calibración cinemática de un robot paralelo plano usando herramientas apps.

Teoría de máquinas y mecanismos

A discussion on the criteria and laws for crack propagation direction, orientation, or rate

Profesor: Libardo Vanegas Useche

lvanegas@utp.edu.co

Este trabajo consiste en una revisión crítica de los criterios y leyes para determinar la dirección, orientación y tasa de crecimiento de grietas de fatiga, para descubrir cuáles son los más apropiados para cada caso

Actividades a realizar:

1) Realizar una revisión crítica y suficiente de la literatura

2) Determinar qué criterios y leyes son apropiados para diferentes casos

3) Escribir la revisión (el trabajo de grado) y un artículo

Es conveniente tener un nivel B1 de inglés para la revisión de la literatura

On the criteria and laws for defining an “initial” crack size for fatigue crack propagation in fretting fatigue

Profesor: Libardo Vanegas Useche

lvanegas@utp.edu.co

Este trabajo consiste en una revisión crítica de los criterios y leyes para definir el tamaño de grieta que divide las etapas de iniciación de propagación de grietas de fatiga para el caso de fatiga por ludimiento.

Actividades a realizar:

1) Realizar una revisión crítica y suficiente de la literatura

2) Comparar críticamente los diferentes criterios y concluir

3) Escribir la monografía (el trabajo de grado) y un artículo

Es conveniente tener un nivel B1 de inglés para la revisión de la literatura

Dynamic model of circular brushes for deburring and rust removal

Profesor: Libardo Vanegas Useche

lvanegas@utp.edu.co

El proyecto consiste en modificar (actualizar) un modelo dinámico de elementos finitos existente, desarrollado en el software ANSYS, y aplicarlo a cepillos industriales circulares.

Actividades a realizar:

1) Realizar una revisión de la literatura

2) Modificar (actualizar) un modelo dinámico de elementos finitos de un cepillo lateral para barrido de calles, desarrollado en el software ANSYS

3) Aplicar el modelo a un cepillo circular para desbarbado y eliminación de óxido

4) Comparar los resultados con los disponibles en la literatura (correspondientes a modelos estáticos), y concluir con base en esta comparación si un modelo estático es suficiente o si el modelo dinámico suministra mejores resultados

5) Escritura de la tesis y de un artículo

Es conveniente, aunque no imprescindible, tener un nivel B1 de inglés para la revisión de la literatura.

Desarrollo de un método de evaluación técnica y económica del uso de fuentes no Convencionales de energía en Colombia.

Profesor: Juan Camilo López

juanc.lopez@utp.edu.co

Mediante este proyecto se busca establecer un método para evaluar la incorporación de Fuentes No Convencionales de Energía - FNCE, no consideradas en la ley 1715 de 2014. De esta forma, se identificarán FNCE maduras, reconocidas y empleadas por los países de la OCDE y economías en rápido crecimiento; se establecerá el método de evaluación técnico-económica que mejor se adapte a las características de Colombia para evaluar la incorporación de nuevas FNCE e identificar los requisitos o condiciones mínimas que deben cumplirse para que estas puedan llegar a ser competitiva en Colombia.

Termodinámica I y II.

 

Proyecto Integrador I

Análisis del impacto ambiental asociado al uso de energía solar térmica en un ciclo de cogeneración de la industria azucarera.

Profesor: Juan Camilo López

juanc.lopez@utp.edu.co

Mediante este proyecto se busca realizar un análisis de ciclo de vida para determinar el impacto ambiental asociado al uso de colectores solares en un ciclo de cogeneración de la industria azucarera.

Termodinámica I y II.

 
Última actualización: Miércoles, Febrero 12, 2020 03:23 PM
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