Abstract:
RESUMEN:
En este trabajo presentamos un nuevo enfoque del razonamiento cualitativo aplicado a la
síntesis conceptual de nuevos mecanismos basados en dispositivos previos. La idea es
proporcionar una metodología donde el comportamiento general cualitativo (qualitative
behavior) de un mecanismo o envisionment se discretice en estados cualitativos sin
necesidad de implementación en un programa informático. Los estados cualitativos que
representan movimientos relativos entre los componentes del mecanismo se expresan en un
vector de movimiento. El conjunto de estos vectores forma una matriz de movimiento
general representando el comportamiento general, su análisis proporciona información
sobre la función del componente de cada mecanismo, los movimientos que ejecutan y las
transiciones entre los movimientos. Con el uso de trinquetes como funciones de restricción,
ciertos comportamientos subyacentes del mecanismo se aíslan de la matriz y se utilizan
para generar diseños conceptuales de mecanismos que cumplen una nueva función. El
desarrollo de la metodología se basa en un estudio de caso: un tren de engranajes
diferencial ordinario se convierte en un mecanismo que transforma la rotación oscilatoria
en rotación unidireccional. El comportamiento del diseño conceptual obtenido se visualiza
en un diagrama vectorial y se compara con una simulación de SolidWorks del movimiento
del mecanismo sintetizado y también se realiza un breve análisis dinámico de los
principales estados cualitativos del comportamiento del mecanismo comparándolo con una
simulación del software Mathematica.
El análisis cualitativo desarrollado para trenes de engranajes se amplía para analizar los
mecanismos eslabonados como una herramienta para ayudar a desarrollar nuevos diseños
conceptuales, específicamente se presenta un caso de estudio del mecanismo de cuatro
barras comparando las implicaciones de la ley de Grashof y su relación con el razonamiento
cualitativo.
ABSTRACT:
In this work we present a new approach to qualitative reasoning of mechanisms applied
to the conceptual synthesis of new mechanisms based on previous devices. The idea is to
provide a methodology where the general qualitative behavior of a mechanism or
envisionment is discretized in qualitative states without the need for implementation in a
computer program. The qualitative states that represent relative movements between the
components of the mechanism are expressed in a motion vector. The set of these vectors
forms a general movement matrix representing the general behavior of the mechanism, its
analysis provides information about the function of the component of each mechanism, the
movements they execute and the transitions between the movements. With the use of
ratchets as constraint functions, certain underlying behaviors of the mechanism are isolated
from the matrix and used to generate conceptual designs of mechanisms that fulfill a new
function. The development of the methodology is based on a case study: a train of ordinary
differential gears becomes a mechanism that transforms oscillatory rotation into
unidirectional rotation. The behavior of the conceptual design obtained is visualized in a
vector diagram and compared with a SolidWorks simulation of the movement of the
synthesized mechanism and also a brief dynamic analysis of the main qualitative states of
the behavior of the mechanism is made comparing it with a Mathematica software
simulation.
The qualitative analysis developed for gear trains is extended to analyze the mechanisms
as linkages as a tool to help develop new conceptual designs, specifically a case study of
the four-bar mechanism is presented comparing the implications of Gasthof‟s law and its
relationship with qualitative reasoning.
Description:
Tesis (Doctorado en Ciencias en Ingeniería Mecánica), Instituto Politécnico Nacional, SEPI, ESIME, Unidad Zacatenco, 2017, 1 archivo PDF, (127 páginas). tesis.ipn.mx