Instrumentación y control de probador mecánico para ensayos de tracción biaxial por inflamiento

Abstract

En la presente tesis se desarrolló un instrumento virtual implementado con el software (LabVIEW) y hardware (Tarjetas DAQ) de National Instruments, para el manejo de un probador mecánico de tracción biaxial por inflamiento. Al inicio del presente trabajo se abordan los conceptos básicos de la tracción biaxial, la utilidad de este tipo de pruebas, sus aplicaciones e información sobre algunos equipos comerciales que existen actualmente. También se describen detalles básicos sobre el diseño del probador mecánico para ensayos de tracción biaxial por inflamiento con el que cuenta el Instituto de Investigaciones en Materiales (IIM); adicionalmente, se describe el funcionamiento y las variables de control así como las ecuaciones que lo rigen. Posteriormente, se realiza la selección de sensores y actuadores necesarios para instrumentar dicho probador y así obtener las variables requeridas en modelos matemáticos desarrollados para el estudio de membranas poliméricas sometidas a esfuerzos biaxiales. En cuanto a la parte eléctrica y electrónica se presentan diagramas de conexión y la comunicación entre los módulos de National Instruments (NI) y su interacción con los distintos dispositivos; todo ello mediante un circuito de interconexión. La interacción antes descrita se controla y registra a través de un instrumento virtual específicamente desarrollado para este experimento. Finalmente se presentan los resultados obtenidos, la calibración de los sensores y actuadores involucrados, que son el sensor de presión, la válvula proporcional y el sistema de visión, el VI final se describe el panel frontal y su programación diagrama de bloques en lenguaje gráfico G. La validación sobre el funcionamiento del equipo aquí descrito se realizó al ensayar un elastómero comercial y recuperar su módulo de elasticidad; este último fue comprobado a través de un ensayo típico de tracción uniaxial para efectos de comparación. Los resultados obtenidos por cada prueba mostraron una buena congruencia y por lo tanto se logró validar satisfactoriamente el funcionamiento del dispositivo denominado Probador Mecánico para ensayos de tracción biaxial por inflamiento.