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Scientific and technological production
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1 to 50 of 487 results
  • Obtención de la respuesta vibratoria vertical de vías férreas mediante modelos numéricos

     Zougari, Ayoub; Martinez Miralles, Jordi Ramon; Cardona Foix, Salvador
    Revista iberoamericana de ingeniería mecánica
    Date of publication: 2013-04
    Journal article

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  • Evaluation of the Influence of a Planned Interference Fit on the Expected Fatigue Life of a Conjugate Cam Mechanism- A Case Study

     Catala Calderon, Pau; Santos Lopez, M. Antonia de Los; Veciana Fontanet, Joaquim Maria; Cardona Foix, Salvador
    Journal of mechanical design
    Date of publication: 2013-08-01
    Journal article

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    Due to dynamic effects, clearances, manufacturing and assembly errors in form-closed cam mechanisms, the follower jump can also occur. For conjugate cam mechanisms a technique to avoid the follower jump without the use of a spring involves making the conjugate cam profiles bigger than the kinematical ones by adding an external offset. This strategy produces an interference fit between the conjugate cam profiles and the follower train. This paper presents an ordered procedure to study the influence that the planned interference fit has on the evaluation of the contact forces, the expected fatigue life of the rollers, contact pressures and the lubrication conditions. The study is based on a conjugate cam mechanism with translational roller followers used in a real automatic process for manufacturing muselets. A three-degree-of-freedom dynamic model is proposed and the Hertzian theory for general profiles is used to model the nonlinear contact stiffness between the cams and the crowned rollers. The dynamic model predicts that it is difficult to obtain conjugate cam mechanisms with an infinite expected fatigue life of the rollers just by considering typical achievable manufacturing errors or clearances, and as happens in reality, a set-up process is highly recommended. The procedure is also tested with measured manufacturing errors on a coordinate measure machine¿CMM¿and with measured radial internal clearances for the rollers measured by an experimental apparatus. Also, to evaluate lubrication conditions, surface finishing measurements have been taken of the cams and the rollers with a surface profiler.

  • Basic projects of knowledge integration in the Bachelors' degree in industrial technology

     Cardona Foix, Salvador; Jordi Nebot, Lluïsa; Pamies Vila, Rosa; Catala Calderon, Pau
    Date of publication: 2013
    Book chapter

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  • Evolution of Supervised Work in machine and Mechanism Theory at ETSEIB

     Cardona Foix, Salvador; Jordi Nebot, Lluïsa; Pamies Vila, Rosa; Catala Calderon, Pau
    Date of publication: 2013
    Book chapter

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  • El ingeniero mecánico investigador. Ámbito y competencias

     Cardona Foix, Salvador
    Reunión Nacional de Profesores de Ingeniería Mecánica y Vehículos
    Presentation's date: 2013-09-13
    Presentation of work at congresses

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  • Definición de tramos de trayectoria crítica en leyes de desplazamiento de un palpador utilizando curvas de bézier no paramétricas con puntos de paso y de pendiente establecidos

     Cardona Foix, Salvador
    Congreso Iberoamericano de Ingeniería Mecánica
    Presentation's date: 2013-11-11
    Presentation of work at congresses

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  • Definición de tramos de trayectoria crítica en leyes de desplazamiento de un palpador utilizando curvas de Bézier no paramétricas con puntos de paso y de pendiente establecidos

     Zayas Figueras, Enrique Ernesto; Cardona Foix, Salvador; Jordi Nebot, Lluïsa
    Congreso Iberoamericano de Ingeniería Mecánica
    Presentation's date: 2013-11-12
    Presentation of work at congresses

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  • Minimizing residual vibrations for non-zero initial states: Application to an emergency stop of a crane

     Veciana Fontanet, Joaquim Maria; Cardona Foix, Salvador; Catala Calderon, Pau
    International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
    Date of publication: 2013-11
    Journal article

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    This paper presents an approach to design command inputs for the reduction of residual vibrations in mechanical systems for nonzero initial states. The technique starts with the development of a standard input shaper in a second order oscillator, and adds the initial states of the system to the formulation. However, it is proven that the obtained input shaper does not guarantee a null residual vibration when it is convolved with any unshaped command. To obtain an analytically proven zero-vibration response, it is required to include the parameters that characterize the response of the system to a selected normalized unshaped command in the formulation. By introducing an appropriate processing time delay and by measuring the initial states using a feedback sensor, the proposed method has been applied in a real time scenario where an emergency stop of a crane is required, assuming that initially the payload is swaying.

  • Synthesis of displacement functions by Bézier curves in constant-breadth cams with parallel flat-faced translating and oscillating followers

     Cardona Foix, Salvador; Zayas Figueras, Enrique Ernesto; Jordi Nebot, Lluïsa; Catala Calderon, Pau
    Mechanism and machine theory
    Date of publication: 2013-04
    Journal article

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    The constant-breadth cam mechanisms, which drive a parallel flat-faced double follower, are desmodromic, and guarantee global bilaterality. In the said mechanisms, the law of displacement of the follower can only be freely designed for an interval of the rotation angle of the cam – the designed segment – close or equal to 180°, and the remaining interval – the calculated segment – is obtained through calculation from the first. Guaranteeing the continuity between segments is not a trivial task. This work shows a design procedure which guarantees automatically the global continuity of the law of displacement. This procedure provides the expressions of calculation for both parallel flat-faced double translating follower and parallel flat-faced double oscillating follower. Non-parametric Bézier curves are used for the definition of the displacement functions. For both types of followers, two numerical examples of the design of the displacement functions are given. Furthermore, the corresponding cam profiles are provided.

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  • Catalogació de maquetes per a la docència de Teoria de Màquines i Mecanismes

     Catala Calderon, Pau; Pamies Vila, Rosa; Cardona Foix, Salvador; Jordi Nebot, Lluïsa; Clos Costa, Daniel
    Date of publication: 2013-07-09
    Book

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    Aquest document presenta la catalogació de les maquetes de fusta que s¿han anat realitzant com a elements de suport per a la docència de les assignatures de Teoria de Màquines i Mecanismes (Grau en Enginyeria en Tecnologies Industrials) i de Teoria de Màquines (present en els anteriors estudis d¿Enginyeria Industrial, pla 94).

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    Millores en la tutorització de treballs de grups petits en assignatures troncals amb elevat nombre d'estudiants  Open access

     Jordi Nebot, Lluïsa; Pamies Vila, Rosa; Catala Calderon, Pau; Clos Costa, Daniel; Veciana Fontanet, Joaquim Maria; Puig Ortiz, Joan; Zayas Figueras, Enrique Ernesto; Cardona Foix, Salvador
    Congrés Internacional de Docència Universitària i Innovació
    Presentation's date: 2012
    Presentation of work at congresses

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    En aquesta comunicació es presenta la reforma duta a terme en el procés de tutorització de treballs, a l’assignatura Teoria de Màquines de l’ETSEIB, amb la finalitat d’agilitzar i rendibilitzar la feina del professorat. Aquesta assignatura és troncal, amb un elevat nombre d’estudiants que, en grups de tres, realitzen un treball tutoritzat amb un pes del 20% en la qualificació final. Aquesta reforma es planteja arran del considerable augment de matriculats en el quadrimestre de primavera del 2010-2011 i s’ha implementat en el quadrimestre de tardor del curs 2011-2012. Els resultats han estat satisfactoris tant per a l’alumnat com per al professorat.

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    Caracterización del ángulo de inclinación en los planos sagital y frontal de pacientes enfermos de Parkinson utilizando un acelerómetero triaxial  Open access

     Cardona Foix, Salvador; Zayas Figueras, Enrique Ernesto; González Rojas, Hernán Alberto; Chaná Cuevas, Pedro
    Congreso Nacional de Ingeniería Mecánica
    Presentation's date: 2012-11-15
    Presentation of work at congresses

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    Una de las enfermedades que con frecuencia se presenta en la actualidad en personas adultas es la enfermedad de Parkinson (EP). En el proceso de diagnóstico clínico de la misma se utilizan diferentes exámenes clínicos siendo uno de ellos el examen Levantarse-Sentarse. La determinación precisa del estado de una persona para saber si padece Parkinson o no y el grado de avance de la enfermedad de un paciente se realiza básicamente mediante diagnósticos clínicos y utilizando las escalas Hoehn & Yarh y la UPDRS de progresión y severidad de la enfermedad. En estas escalas el diagnóstico se hace a través de una valoración visual de los médicos especialistas del comportamiento del paciente. El presente trabajo expone un estudio del movimiento de un grupo de diez pacientes enfermos de Parkinson y de cinco controles −personas sanas− utilizando un acelerómetro triaxial colocado en la espalda del paciente, durante la realización del examen antes citado. El objetivo del estudio es obtener información del proceso de movimiento e identificar variables que permitan diferenciar el grupo de controles y el de pacientes.

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    Proyecto de Ingeniería Mecánica integrador de conocimientos. Cuarto cuatrimestre del grado de Ingeniería en Tecnologías Industriales  Open access

     Cardona Foix, Salvador; Jordi Nebot, Lluïsa; Puig Ortiz, Joan
    Congreso Nacional de Ingeniería Mecánica
    Presentation's date: 2012-10-16
    Presentation of work at congresses

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    El plan de estudios del grado de Ingeniería en Tecnologías Industriales en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial de Barcelona incluye en el cuarto cuatrimestre la asignatura Proyecto I cuyo objetivo es que el alumnado aprenda a plantear correctamente un problema de ingeniería concreto y encuentre una solución que pueda resolverlo a partir de los conocimientos básicos que posee de matemáticas, dibujo, programación y mecánica. En paralelo, está cursando Teoría de Máquinas y Mecanismos y Dinámica de Sistemas. A partir de este entorno, se ha considerado que los alumnos con un cierto sesgo hacia la mecánica pueden realizar un proyecto cuya base científica sea el estudio de un manipulador plano paralelo de pantógrafo que incluye el estudio cinemático, el diseño y la implantación del accionamiento que se realiza mediante servomotores de modelismo. El control de los motores se realiza mediante una placa electrónica con un microcontrolador que se programa en un lenguaje muy parecido al C en un entorno simple mediante el cual también se carga del programa, vía bus USB, a la placa para su funcionamiento autónomo. Los resultados obtenidos después de un cuatrimestre de impartición son satisfactorios tanto por parte del profesorado como del alumnado.

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    Vibration response of a railway track obtained using numerical models based on FEM  Open access

     Zougary, Ayoub; Martinez Miralles, Jordi Ramon; Cardona Foix, Salvador
    International Conference on Structural Dynamics and Diagnosis
    Presentation's date: 2012-05-01
    Presentation of work at congresses

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    In the last forty years, researchers have developed models of wheel-rail contact force in order to study vibrations and rolling noise caused by railway traffic. These models range from analytical models, who consider a single rail of a railway track in contact with a rigid wheel attached to the bogie by means of the primary suspension, to numerical models based on finite element methods, boundary element, and mixed methods. Unlike analytical models, numerical models allow us to characterize more precisely the different components of railway track structure and consider the interaction between the entire track and a complete vehicle wheel-set. The study of the elements constituting the set of the railway track, the wheel-set and the primary suspension, as well as the knowledge of their influence in vibration generation and transmission due to train passage is of great interest when evaluating the possible vibration effects in the railway surrounding areas. This paper presents a numerical model of the track structure based on the finite element method. It is devoted to the study of the vibration response caused by vertical forces applied at any location on the rails. The numerical results are compared with analytical results previously presented in the bibliography.

  • Análisis del efecto del apriete y la rigidez de contacto en la precisión de un mecanismo de levas conjugadas

     Catala Calderon, Pau; Cardona Foix, Salvador; Santos Lopez, M. Antonia de Los
    Congreso Nacional de Ingeniería Mecánica
    Presentation's date: 2012-11-14
    Presentation of work at congresses

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    Soporte dinámico para el material docente del profesorado. Teoría de máquinas y mecanismos  Open access

     Jordi Nebot, Lluïsa; Cardona Foix, Salvador; Puig Ortiz, Joan
    Congreso Nacional de Ingeniería Mecánica
    Presentation's date: 2012-11-15
    Presentation of work at congresses

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    Es usual que el material docente para las clases tenga procedencia diversa: publicaciones, material de elaboración propia, acceso a la red, etc. y que varíe en mayor o menor grado de un curso a otro, e incluso que tenga que reelaborarse o reorganizarse durante el curso para hacer frente a situaciones no previstas. Todo ello hace deseable un soporte dinámico de este material. Por estas razones se ha buscado un soporte adecuado para el material utilizado en la impartición de la materia de Teoría de Máquinas y Mecanismos en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial de Barcelona. Se ha optado por una aplicación TiddlyWiki. El contenido se ha estructurado en una introducción más los temas que se corresponden con los capítulos del libro de texto utilizado. Cada tema tiene tres apartados: libro, guión del contenido y ejercicios para realizar en clase. Tanto el guión como los ejercicios se despliegan en la parte central de la pantalla y a partir del despliegue se puede acceder directamente a los contenidos previstos: sitios web, documentos pdf con texto, gráficos y animaciones, ejemplos basados en el Programa de Análisis de Mecanismos y otras aplicaciones de cálculo y representación gráfica. La utilización de este soporte, almacenado en un dispositivo de memoria portátil, que contiene la mayor parte de material escrito generado para la asignatura permite acceder al contenido de manera ordenada y sistematizada y en cualquier momento tanto de la preparación de las clases como durante su impartición.

  • Influence of the contact stiffness between the cam and the roller in the dynamic behaviour of the train follower applied in a conjugate cam mechanism

     Catala Calderon, Pau; Cardona Foix, Salvador; Santos Lopez, M. Antonia de Los; Veciana Fontanet, Joaquim Maria
    European Conference on Mechanism Science
    Presentation's date: 2012-09-21
    Presentation of work at congresses

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  • Soporte dinámico para el material docente del profesorado. Teoría de Máquinas y Mecanismos

     Jordi Nebot, Lluïsa; Cardona Foix, Salvador; Puig Ortiz, Joan
    Anales de ingeniería mecánica
    Date of publication: 2012-11
    Journal article

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    Es usual que el material docente para las clases tenga procedencia diversa: publicaciones, material de elaboración propia, acceso a la red, etc. y que varíe en mayor o menor grado de un curso a otro, e incluso que tenga que reelaborarse o reorganizarse durante el curso para hacer frente a situaciones no previstas. Todo ello hace deseable un soporte dinámico de este material. Por estas razones se ha buscado un soporte adecuado para el material utilizado en la impartición de la materia de Teoría de Máquinas y Mecanismos en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial de Barcelona. Se ha optado por una aplicación TiddlyWiki. El contenido se ha estructurado en una introducción más los temas que se corresponden con los capítulos del libro de texto utilizado. Cada tema tiene tres apartados: libro, guión del contenido y ejercicios para realizar en clase.

  • Residual vibration reduction in mechanical systems: a time-domain approach

     Veciana Fontanet, Joaquim Maria; Cardona Foix, Salvador
    International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
    Date of publication: 2012-08
    Journal article

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    This paper presents a time-domain technique to generate command inputs for the reduction of residual vibrations in mechanical systems. The technique is based on the generation of motion profiles with zero-crossing points in their frequency spectra at the system resonances in the same way as the zero-vibration (ZV) command generation methods. By including an appropriate negative exponential time function, which contains the system natural frequency and the damping ratio, the resultant input can be applied to damped systems with a result of zero residual vibration. The signals synthesized can be used as a generic physical magnitude in vibratory systems. However, they were particularized for mechanical systems and engineering metrics were used. Compared to other ZV methods, for a short duration input range, the signals obtained have better performance in terms of minimum-acceleration-switch shape which is translated to a smoother motion profile. The development includes the application to single-mode and multiple-mode mechanical systems and the possibility of handling two functional requirements or constraints in the desired application. The analyzed systems are those that can be modeled as discrete linear ones with several vibratory degrees of freedom and can be described with constant parameter motion equations. Experimental results show the efficacy of the method developed with its application to a damped pendulum test platform.

  • Assessment of severity of a flat at the rolling surface of the railway wheel

     Flórez Serrano, Elkin Gregorio; Cardona Foix, Salvador; Jordi Nebot, Lluïsa
    Revista Facultad de Ingeniería. Universidad de Antioquía
    Date of publication: 2012-12
    Journal article

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    Uso de la STFT en el análisis de vibraciones para detectar y caracterizar la presencia de un defecto en la superficie de las ruedas de un tren  Open access

     Flórez Serrano, Elkin Gregorio; Cardona Foix, Salvador; Jordi Nebot, Lluïsa
    Revista de ingeniería
    Date of publication: 2012-06
    Journal article

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  • Vibracions Mecàniques. Exercicis d'examen resolts. Cursos del 2008-2009 al 2010-2011

     Cardona Foix, Salvador; Jordi Nebot, Lluïsa
    Date of publication: 2012-09
    Book

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  • Teoria de Màquines. Exercicis d'examen resolts. Cursos del 2008-2009 al 2010-2011

     Cardona Foix, Salvador; Clos Costa, Daniel; Jordi Nebot, Lluïsa
    Date of publication: 2012-10
    Book

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  • Estudi de vibracions. La Florida, 42 (Cornellà)

     Cardona Foix, Salvador; Jordi Nebot, Lluïsa; Tejedo Sobrino, Jose Luis
    Date: 2012-03
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  • Estudi de vibracions. Gran Via, 646 (Barcelona)

     Cardona Foix, Salvador; Jordi Nebot, Lluïsa; Tejedo Sobrino, Jose Luis
    Date: 2012-03
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  • Estudi de vibracions. Gran Via, 643 (Barcelona)

     Cardona Foix, Salvador; Jordi Nebot, Lluïsa; Tejedo Sobrino, Jose Luis
    Date: 2012-03
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  • Estudi de vibracions. Sant Gil, 16 (Barcelona)

     Cardona Foix, Salvador; Jordi Nebot, Lluïsa; Tejedo Sobrino, Jose Luis
    Date: 2012-06
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  • Estudi de vibracions. Gran Via, 643, Principal (Barcelona)

     Cardona Foix, Salvador; Jordi Nebot, Lluïsa; Tejedo Sobrino, Jose Luis
    Date: 2012-06
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  • Anàlisi de l'aïllament de vibracions en el tram Passeig de Gràcia-Universitat de línia 2 (PK102+120)

     Cardona Foix, Salvador; Jordi Nebot, Lluïsa; Tejedo Sobrino, Jose Luis
    Date: 2012-06
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  • Anàlisi de l'aïllament de vibracions en el tram Monumental - Sagrada Família de línia 2 (PK104+200)

     Cardona Foix, Salvador; Jordi Nebot, Lluïsa; Tejedo Sobrino, Jose Luis
    Date: 2012-07
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  • Estudi de vibracions. Passeig de Sant Joan, 131 (Barcelona)

     Cardona Foix, Salvador; Jordi Nebot, Lluïsa; Tejedo Sobrino, Jose Luis
    Date: 2012-12
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  • Estudi de vibracions. Gran Via, 638 (Barcelona)

     Cardona Foix, Salvador; Jordi Nebot, Lluïsa; Tejedo Sobrino, Jose Luis
    Date: 2012-03
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  • Estudi de vibracions. Carrer Sant Antoni (Mataró)

     Cardona Foix, Salvador; Jordi Nebot, Lluïsa; Tejedo Sobrino, Jose Luis
    Date: 2012-10
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  • Estudi de vibracions. Marina, 244 (Barcelona)

     Cardona Foix, Salvador; Jordi Nebot, Lluïsa; Tejedo Sobrino, Jose Luis
    Date: 2012-07
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  • Estudi de vibracions. Casanovas, 1 (Barcelona)

     Cardona Foix, Salvador; Jordi Nebot, Lluïsa; Tejedo Sobrino, Jose Luis
    Date: 2012-06
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  • Estudi de vibracions. Gran Via, 638 Entresòl (Barcelona)

     Cardona Foix, Salvador; Jordi Nebot, Lluïsa; Tejedo Sobrino, Jose Luis
    Date: 2012-07
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  • Estudi de vibracions. Espronceda, 371 (Barcelona)

     Cardona Foix, Salvador; Jordi Nebot, Lluïsa; Tejedo Sobrino, Jose Luis
    Date: 2012-12
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  • Estudi de vibracions. Provença 534 (Barcelona)

     Cardona Foix, Salvador; Jordi Nebot, Lluïsa; Tejedo Sobrino, Jose Luis
    Date: 2012-12
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  • Estudi de Vibracions. Marina, 233 (Barcelona)

     Cardona Foix, Salvador; Jordi Nebot, Lluïsa; Tejedo Sobrino, Jose Luis
    Date: 2012-06
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  • Estudi de Vibracions. Gran Via 622 (Barcelona)

     Cardona Foix, Salvador; Jordi Nebot, Lluïsa; Tejedo Sobrino, Jose Luis
    Date: 2012-06
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  • Estudi de Vibracions. Marquès de Montroig, 68 (Badalona)

     Cardona Foix, Salvador; Jordi Nebot, Lluïsa; Tejedo Sobrino, Jose Luis
    Date: 2012-06
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  • A mathematical model to study railway track dynamics for the prediction of vibration levels generated by rail vehicles

     Otero Yugat, Jesus; Martinez Miralles, Jordi Ramon; Santos Lopez, M. Antonia de Los; Cardona Foix, Salvador
    Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part F, journal of rail and rapid transit
    Date of publication: 2012-01
    Journal article

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  • Proyecto de Ingeniería Mecánica integrador de conocimientos. Cuarto cuatrimestre del Grado de Ingeniería en Tecnologías Industriales

     Cardona Foix, Salvador; Jordi Nebot, Lluïsa; Puig Ortiz, Joan
    Anales de ingeniería mecánica
    Date of publication: 2012-11
    Journal article

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  • El futuro de la marca ingeniero industrial

     Cardona Foix, Salvador
    Reunión Nacional de Profesores de Ingeniería Mecánica
    Presentation's date: 2011-05-12
    Presentation of work at congresses

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  • Diseño de leyes temporales de movimiento con B-Spline no paramétrico

     Cardona Foix, Salvador; Zayas Figueras, Enrique Ernesto; Jordi Nebot, Lluïsa
    Congreso Iberoamericano de Ingeniería Mecánica
    Presentation's date: 2011-09-05
    Presentation of work at congresses

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  • Development of an analytical model to study railway track dynamics for the calculation of vibration levels arising from the passage of rail vehicles

     Otero Yugat, Jesus; Martinez Miralles, Jordi Ramon; Santos Lopez, M. Antonia de Los; Cardona Foix, Salvador
    International Conference on Civil, Structural and Environmental Engineering Computing
    Presentation's date: 2011-09
    Presentation of work at congresses

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  • Caracterización de señales de vibración no estacionarias en el dominio conjunto tiempo-frecuencia

     Flórez Serrano, Elkin Gregorio; Cardona Foix, Salvador; Jordi Nebot, Lluïsa
    Congreso Internacional de Ingeniería Mecánica y de Ingeniería Mecatrónica
    Presentation's date: 2011-08-11
    Presentation of work at congresses

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    El monitoreo de las condiciones de vibración es comúnmente utilizado para incrementar la disponibilidad de las maquinas en general, reduciendo consecuentemente los daños o fallas en las mismas, incrementar su vida útil, reducir los inventarios de repuestos y reducir los paros por el uso del mantenimiento correctivo [1]. Además, el monitoreo de sistemas permite obtener información de las maquinas en forma de datos primarios que, mediante el uso de técnicas modernas de procesamiento de señales, hace posible dar información vital de la maquina antes de que una falla catastrófica ocurra. La idoneidad de la técnica de procesamiento utilizada depende de la naturaleza de la señal y de los requerimientos en cuanto a exactitud requerida. Hoy en día, en función del avance de las herramientas matemáticas y computacionales, los investigadores están en una búsqueda incesante de métodos que permitan caracterizar de una forma precisa los comportamientos vibratorios existentes en la naturaleza. Por lo tanto, en el presente trabajo se utiliza la transformada de Fourier en tiempo cortos (STFT), la transformada wavelet continua (CWT) y la transformada de Wigner-Ville para identificar patrones en señales de vibración generadas al paso de un tren y obtenidas de forma experimental. En particular se hace una comparación de la aplicación de los tres métodos, teniendo como pauta de dicha comparación, la visualización de los respectivos diagramas de representación tiempo-frecuencia de cada una de ellas. Finalmente, se presenta los resultados de la utilización de las tres transformadas y su utilización como herramienta de análisis en aplicaciones de mantenimiento predictivo en sistemas mecánicos.

  • Influencia de la rigidez de contacto leva-palpador en la desviación de la ley de desplazamiento

     Catala Calderon, Pau; Cardona Foix, Salvador; Santos Lopez, M. Antonia de Los; Martinez Miralles, Jordi Ramon
    Congreso Iberoamericano de Ingeniería Mecánica
    Presentation's date: 2011-09-05
    Presentation of work at congresses

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  • Ús de l'oli vegetal cru com a biocarburant per autoconsum agrícola: avaluacio de la sostenibilitat del sistema a Catalunya  Open access

     Baquero Armans, Grau
    Defense's date: 2011-07-06
    Department of Mechanical Engineering, Universitat Politècnica de Catalunya
    Theses

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    La introducció de la colza en la rotació de conreus i la producció i ús d’oli vegetal cru (OVC) com a biocarburant per autoconsum agrícola presenten alguns avantatges respecte al sistema tradicional de conreu de la Catalunya central, com una major productivitat i la capacitat d’autoabastament de combustible. El principal objectiu d’aquesta tesi és estudiar la viabilitat ambiental i econòmica de l’autoconsum d’oli vegetal cru en una explotació agrícola. També es planteja l’avaluació social mitjançant la metodologia de l’anàlisi de cicle de vida. A partir de les dades recopilades es defineix un model agrícola parametritzat, essent el camp el principal element i tenint en compte els fluxos d’entrada i sortida del mateix i dels processos que el complementen. Aquest model permet avaluar diferents escenaris de producció, que inclouen la rotació tradicional (blat, ordi i guaret), la rotació actual (blat i ordi) i la rotació proposada (colza, blat i ordi). Addicionalment el model també té en compte el processat de la llavor i l’ús de dièsel o oli vegetal com a carburants en la maquinària agrícola. Cal remarcar que el model proposat no pretén produir OVC com a substitut del dièsel per al transport, sinó que brinda la possibilitat de produir el combustible que es consumeix en una explotació usant una part de les terres conreades. En el context d’aquest model es realitza un estudi del processat mecànic de la colza per l’obtenció d’oli vegetal i un estudi sobre la seva adequació per ser usat com a carburant. Primer s’analitza l’índex d’acidesa en funció de la temperatura de premsat per determinar el punt òptim de treball. Seguidament, a partir del contingut en fòsfor s’estudien els processos de post-tractament de l’oli obtingut (filtrat i desgomat). L’anàlisi de cicle de vida (ACV) és la metodologia emprada per avaluar el model en les tres branques de la sostenibilitat (ambiental, econòmica i social). Aquesta metodologia permet estudiar processos productius de manera exhaustiva i avaluar-los de forma quantitativa. Es duu a terme una ACV ambiental seguint la metodologia ja desenvolupada i es realitza una ACV econòmica a partir de la guia vigent, tot i no existir normativa específica com en el cas de l’ACV ambiental. La metodologia de l’ACV social encara es troba en els seus inicis i per tant, tot i que es detalla com s’ha de realitzar, l’ACV social del model proposat no es pot completar. L’avaluació ambiental del model mostra certa preferència per l’ús de l’OVC en front al dièsel, tot i que encara queda camí per optimitzar i ajustar els motors tèrmics on s’ha d’utilitzar l’OVC per ajustar-ne les emissions. El rendiment de la fase de premsat i l’origen de l’electricitat consumida també són punts que tenen una gran influència en els resultats. Aquests factors són clau per obtenir en el futur una reducció important dels impactes ambientals. A partir de l’avaluació econòmica es detecta un clar interès econòmic per introduir la colza en la rotació de conreus actual. Per altra banda, el processat de la colza i l’ús de l’OVC representen econòmicament una petita disminució en el benefici (8,0%). Aquesta diferència queda reduïda a menys de la meitat si el dièsel agrícola no es subvenciona i es tenen en compte les emissions de CO2 segons el mercat del carboni. Aquestes improbables mesures polítiques poden afavorir un major rendiment econòmic del model proposat. Per altra banda, el model proporciona una menor dependència en front a les variacions del preu de mercat del dièsel. Finalment, en el context de desenvolupament actual de la metodologia d’avaluació social, es defineixen nous indicadors i es planteja el càlcul d’una categoria d’impacte social a partir del càlcul dels seus corresponents indicadors. Per a futurs estudis seria interessant disposar d’una metodologia d’ACV social ben desenvolupada per poder avaluar el model proposat enfront a l’actual, ja que és en la part social on s’intueixen les majors diferències entre els dos sistemes estudiats.

    The introduction of rapeseed in the crop rotation and the production and use of straight vegetable oil (SVO) as self- supply biofuel in agricultural machinery have some advantages over the traditional cultivation system of Catalonia central region. These advantages can be summarized in a greater productivity and the capacity to supply its own farm fuel. The main objective of this PhD is to study the environmental and economic feasibility of the SVO self-supply in a farm. This work also handles the social assessment using the life cycle analysis methodology. A parameterized agricultural model is defined according the collected data. The model takes into account the input and output flows of the field, as long as the other processes of the proposed farm model. This model allows the evaluation of different production scenarios, including the traditional crop rotation (wheat, barley and fallow), the current crop rotation (wheat and barley) and the proposed crop rotation (rapeseed, wheat and barley). Additionally, the model takes into consideration the processing and use of diesel or SVO as fuel in the agricultural machinery. Note that the proposed model is not intended to produce OVC to be a diesel substitute for transport. On the other hand, it provides the chance to produce fuel for its consumption in the field work using a portion of the cultivated land. In the model framework, a study of the mechanical processing of rapeseed into oil and a study of its suitability for its use as fuel are carried out. First the acidity index is analyzed to determine the optimal working point regarding the pressing temperature. After that, the phosphorus content is analysed to evaluate the oil refining treatments (filtering and degumming). Life cycle assessment (LCA) methodology is used to evaluate the model in the three pillars of sustainability (environmental, economic and social). This method allows the production processes evaluation and their quantitative assessment. An environmental LCA is carried out using the already developed methodology and the current regulations. The economic LCA is done according to the published guidelines, as there is no specific regulation developed. The social LCA methodology is still in its early stages and therefore, even giving the details on how to perform it, the social evaluation of the proposed model can not be completed. The environmental assessment of the model shows a slight preference for SVO in front of diesel. However, the results can be improved by a better optimization and adjustment of diesel engines to use SVO, which can lower their emissions. The pressing yield and the electrical mix are processes that have also a high influence on the results. These key factors can lead to a significant reduction of environmental impacts in the future. From the economic evaluation, a clear economic interest to introduce rapeseed in the current crop rotation is revealed. Conversely, the processing of rapeseed and the use of SVO leads to an small profit decrease (8,0%). This difference is reduced by more than a half if agricultural diesel was not subsidized and if the CO2 emissions were accounted according to the carbon market. These unlikely policy measures may promote the economic viability of the proposed model. Even though, the use of self-supplied SVO in farming can help to reduce the dependency on fuel price flux, giving independence to the farmer. Finally, in the current development context of the social assessment methodology, new indicators are defined and the calculation of a social impact category based on the calculation of its corresponding indicators is presented. The major differences between the two systems studied are expected to be found in their social assessment. Thus, further well-developed social LCA methodology will be necessary to evaluate the proposed model against the current system.

    La introducción de la colza en la rotación de cultivos y la producción y uso de aceite vegetal crudo como biocarburante para autoconsumo agrícola presentan ciertas ventajas respecto al sistema tradicional de cultivo de la Cataluña central, como una mayor productividad y la capacidad de autoabastecimiento de combustible. El principal objetivo de esta tesis es estudiar la viabilidad ambiental y económica del autoconsumo de aceite vegetal crudo en una explotación agrícola. También se plantea la evaluación social mediante la metodología del análisis de ciclo de vida. A partir de los datos recogidos se define un modelo agrícola parametrizado. Este modelo permite evaluar diferentes escenarios de producción, incluyendo la rotación tradicional (trigo, cebada y barbecho), la rotación actual (trigo y cebada) y la rotación propuesta (colza, trigo y cebada). Además, el modelo tiene en cuenta el procesado de la semilla y el uso de gasóleo o aceite vegetal como carburantes en la maquinaria agrícola. Cabe destacar que el modelo propuesto no pretende producir OVC para sustituir el gasóleo para el transporte, sino que ofrece la posibilidad de producir el combustible que se consume en una explotación usando una parte de las tierras cultivadas. En el contexto de este modelo se realiza un estudio del procesado mecánico de la colza para la obtención de aceite vegetal y un estudio sobre su adecuación para ser usado como carburante. Primero se analiza el índice de acidez en función de la temperatura de prensado para determinar el punto óptimo de trabajo. Consecutivamente, usando el contenido en fósforo del aceite se estudian los procesos de post-tratamiento del aceite obtenido (filtrado y desgomado). El análisis de ciclo de vida (ACV) es la metodología empleada para evaluar el modelo en las tres vertientes de la sostenibilidad (ambiental, económica y social). Esta metodología permite estudiar procesos productivos de manera exhaustiva y evaluarlos de forma cuantitativa. Se lleva a cabo un ACV ambiental siguiendo la metodología ya desarrollada y se realiza un ACV económico a partir de la guía vigente, a pesar de no existir normativa específica como en el caso del ACV ambiental. La metodología del ACV social aún se encuentra en sus inicios y por lo tanto, aunque se detalla cómo se debe realizar, no se puede completar el ACV social del modelo propuesto. La evaluación ambiental del modelo muestra cierta preferencia por el uso del aceite vegetal crudo frente al gasóleo, aunque todavía se pueden optimizar y ajustar los motores térmicos para utilizar el aceite vegetal y ajustar sus emisiones. El rendimiento de la fase de prensado y origen de la electricidad consumida también son puntos que tienen una gran influencia en los resultados. Estos factores son clave para reducir los impactos ambientales en el modelo propuesto. A partir de la evaluación económica se detecta un claro interés económico para introducir la colza en la rotación de cultivos actual. Por otra parte, el procesado de la colza y el uso de la OVC representan económicamente una pequeña disminución en el beneficio (8,0%). Esta diferencia queda reducida a menos de la mitad si el gasóleo agrícola no se subvenciona y se tienen en cuenta las emisiones de CO2 en función del mercado del carbono. Estas improbables medidas políticas pueden favorecer la viabilidad económica del modelo propuesto. Por otra parte, el modelo proporciona una menor dependencia frente a las variaciones del precio de mercado del gasóleo. Finalmente, en el contexto de desarrollo actual de la metodología de evaluación social, se definen nuevos indicadores y se plantea el cálculo de una categoría de impacto social a partir del cálculo de sus correspondientes indicadores. Para futuros estudios sería interesante disponer de una metodología de ACV social bien desarrollada para poder evaluar el modelo propuesto frente al modelo actual, ya que es en la parte social donde se intuyen las mayores diferencias entre los dos sistemas estudiados.