Ingeniería Mecánica

Methodology to quantify human error probability during aircraft maintenance

Resumen En la investigación se desarrolló una metodología para evaluar la confiabilidad humana durante el mantenimiento de aeronaves utilizando un modelo matemático para cuantificar la probabilidad de ocurrencia del error humano en un sistema técnico complejo. La estructura de la propuesta incluyó tres etapas y tomó como base los principios de la Tecnología para el Tratamiento Ergonómico del Error Humano, combinado con la Técnica para la Predicción de la Tasa de Error Humano y la Técnica para la Reducción y Evaluación del Error Humano. Se utilizó el árbol de eventos para determinar el efecto del error humano sobre el sistema o proceso y herramientas ergonómicas con el objetivo de identificar las condiciones latentes. Como caso de estudio, la metodología se aplicó a un proceso de inspección visual general a las estructuras de las aeronaves. Se concluyó indicando que la metodología diseñada permite identificar los errores humanos, evaluarlos y establecer soluciones para la gestión de la seguridad operacional, favoreciendo la toma de decisiones durante el mantenimiento de aeronaves.

Abstract In the research a methodology to evaluate Human Reliability during aircraft’s maintenance using a mathematical model to quantify human error probability in a complex technical system is described. The proposal includes three stages and is based on the principles of Technology for the Ergonomic Treatment of Human Error, combined with the Technique for Human Error Rate Prediction and Human Error Assessment & Reduction Technique. Event Tree is used to determine the effect of human error on the system or process, and ergonomic evaluations with the aim of identifying performance shaping factors. As a case study, the methodology was applied to a general visual inspection process on aircraft´s structural parts in order to assess its usefulness. As conclusion, with the methodology designed is possible to identify human errors, evaluate them and propose solutions for safety management, improving decision making during the aircraft´s maintenance.

Aerodynamic analysis of 2017 Peugeot Partner vehicle under different mobility conditions

Resumen Este trabajo se enfocó en el análisis numérico aerodinámico del Peugeot Partner Tepee eléctrico del 2017. El objetivo principal fue determinar los coeficientes de arrastre de este vehículo y evaluar el impacto de diferentes posiciones de las ventanillas y su comportamiento aerodinámico. Se emplearon técnicas de simulación numérica de fluidos (CFD) para modelar el flujo de aire alrededor del vehículo y analizar los vectores de velocidad, las áreas de recirculación y las fuerzas aerodinámicas resultantes. Los resultados obtenidos mostraron una diferencia del 3,057 % en el coeficiente de arrastre entre el modelo con ventanillas cerradas y el modelo con ventanillas abiertas, destacando la importancia de la aerodinámica en la eficiencia energética de los vehículos eléctricos. Además, se realizó una validación experimental mediante la prueba Coast Down, que corroboró la precisión del modelo numérico utilizado. Este estudio contribuye al diseño y optimización aerodinámica de vehículos eléctricos, promoviendo su desarrollo sostenible y eficiente.

Abstract This study presents a numerical aerodynamic analysis of the 2017 electric Peugeot Partner Tepee. The primary objective is to determine the vehicle’s drag coefficient and evaluate the impact of different configurations, such as window positions, on its aerodynamic performance. Computational fluid dynamics (CFD) techniques were employed to simulate the airflow around the vehicle, analyzing velocity vectors, recirculation zones, and the resulting aerodynamic forces. The findings indicate a 3,057 % difference in the drag coefficient between the model with closed windows and the one with open windows, underscoring the importance of aerodynamics in enhancing the energy efficiency of electric vehicles. Additionally, experimental validation was performed using the Coast Down test, confirming the accuracy of the numerical model. This study contributes to the aerodynamic design and optimization of electric vehicles, supporting their sustainable and efficient development.

Behavior analysis of structure ceramic/aluminum during the impact of the projectile 7,62 mm

Resumen Se analizó el comportamiento de la balística de efectos en estructuras blindadas formadas por losas cerámicas de alúmina CC-01 con respaldo de una placa de aluminio AA 6061 y una lámina testigo de aluminio AA 1065. Las estructuras fueron ensayadas con disparo real y con la realización de simulaciones computacionales, a partir de la selección de los modelos constitutivos Johnson - Cook y Johnson - Holmquist; así como el empleo de los métodos de elementos finitos correspondientes a la discretización combinada Lagrange/Euler y la hidrodinámica de partículas suavizadas SPH. La experimentación incluyó el análisis de la respuesta mecánica de las losas cerámicas de alúmina CC-01 con espesor de 12 mm cada una, impactadas por el proyectil calibre 7,62 mm formado por un encamisado bimetálico acero/latón, un relleno de plomo y un núcleo de acero ASTM 1015. La combinación de dos losas de cerámica de alúmina CC-01 con respaldo de una placa de aluminio AA 6061 con 6,35 mm de espesor, fue capaz de retener al proyectil calibre 7,62 mm a velocidades inferiores a 700 ms-1.

Abstract Was analyzed the behavior the ballistics effects on shielded structures formed by alumina ceramic tiles CC-01 with back squab an aluminum plate AA 6061 and a witness plate aluminum AA 1065. The structures were tested with real shot and with the realization computational simulations from the selection the constitutive models Johnson - Cook and Johnson - Holmquist; as well as the selection of the dimensional values from corresponding finite element methods to the combined discretization Lagrange Euler ALE and the Smoothed particle hydrodynamics SPH. The experimentation included the analysis the mechanical answer the alumina ceramic tile CC-01 with 12 mm of thickness, impacted for 7,62 mm calibrate projectile and compound by a bimetallic jacket steel/brass, a leaden stuffing and a nucleus steel ASTM 1015. The combination of two alumina ceramic tiles CC-01 with back squab an aluminum plate AA 6061 with 6,35 mm thickness, was able to retain the projectile 7,62 mm at 700 ms-1 velocity.

Maintenance solutions for upper limb exoskeleton in shoulder physiotherapy treatment

Resumen En este trabajo se hizo un estudio para el establecimiento de tareas de mantenimiento en equipos de reciente diseño y manufactura. Se tomó como objeto de investigación un exoesqueleto de miembro superior diseñado y construido en Cuba para el tratamiento fisioterapéutico del hombro doloroso del paciente hemipléjico y la capsulitis adhesiva. Como equipo recién construido en el país y la escasa base de datos de fiabilidad y el mantenimiento de tales equipos, se utilizó un enfoque de Mantenimiento Centrado en la Fiabilidad para la definición de las tareas profilácticas de mantenimiento, se determinaron las funciones principales y accesorias del mismo, así como las principales fallas potenciales y sus posibles soluciones. Se logró establecer un conjunto de acciones preventivas a cada una de estas fallas asegurando la disponibilidad técnica durante el período de evaluación en un entorno exigente, en condiciones reales de explotación sin interrupciones como lo es la rehabilitación fisioterapéutica. Estas tareas de mantenimiento podrían generalizarse en otras plataformas robóticas que trabajan bajo los mismos principios en salas de rehabilitación.

Abstract In this work, it is made a study for the definition of maintenance tasks in recently designed and manufactured equipment. It is focused in an upper limb exoskeleton designed and built in Cuba for the physiotherapeutic treatment of painful shoulder in hemiplegic patients and adhesive capsulitis. Being the only equipment of its kind in the country and the scarce literature on the maintenance of such equipment, a Reliability Centered Maintenance approach is used for the definition of prophylactic maintenance tasks, also the main and accessory functions were determined, as well as the main potential failures and their solutions. It was possible to establish a set of preventive actions for each of these failures, ensuring technical availability during the evaluation period in a demanding environment, in real operating conditions without interruptions, such as physiotherapeutic rehabilitation. These maintenance tasks can be generalized to other robotic platforms that work under the same principles in rehabilitation rooms.

Modeling of forklift stability tests according to international standard ISO 22915

Resumen Los montacargas son propensos a accidentes por pérdida de estabilidad. El objetivo de esta investigación fue evaluar la estabilidad del montacargas MCD25 cumpliendo con la norma ISO 22915 Industrial trucks - Verification of stability. Como alternativa a las pruebas experimentales, se realizó la simulación dinámica multicuerpos, trazándose el objetivo de: obtener y verificar un modelo para evaluar la estabilidad del montacargas MCD25 mediante la modelación y simulación de las pruebas de estabilidad según la norma ISO 22915-2. Empleando la modelación y simulación multicuerpos, se implementó el modelo y las pruebas según las condiciones estipuladas en la norma. Se modeló 3D el MCD25 para así estimar su centro de gravedad y el ángulo de pérdida de estabilidad. Al comparar con los valores estipulados en la norma se determina que el montacargas MCD25 es estable de acuerdo a la norma ISO 22915.

Abstract Forklifts are prone to accidents due to loss of stability. The objective this research was to evaluate the stability of the MCD25 forklift in compliance with the ISO 22915 Industrial trucks - Verification stability standard. As an alternative to experimental tests, multibody dynamic simulation was performed, with the objective of: obtaining and verifying a model to evaluate the stability of the MCD25 forklift by modeling and simulating the stability tests according to the ISO 22915-2 standard. Using multibody modeling and simulation, the model and tests were implemented according to the conditions stipulated in the standard. The MCD25 was modeled in 3D to estimate its center of gravity and the angle of loss stability. When compared with the values stipulated in the standard, it is determined that the MCD25 forklift is stable according to the ISO 22915 standard.