DOI:

https://doi.org/10.14483/22484728.18394

Publicado:

2018-08-13

Número:

Vol. 1 Núm. 2 (2018): Edición especial

Sección:

Visión de Caso

Automation of the mechanical tensile and three-point flexural test

Automatización de ensayos mecánicos de tracción y flexión por tres puntos

Autores/as

Palabras clave:

ASTM, HMI-PLC, Tensión, Prueba de flexión de tres puntos, Diseño Máquina universal de ensayos (es).

Palabras clave:

ASTM, HMI-PLC, Tensile, Three-point flexural test, Universal testing machine design (en).

Descargas

Resumen (en)

This paper presents the design and implementation of Mechanical system testing for tensile and three-point flexural test for both metallic and polymeric materials. A control and monitoring system was adapted to the data, using specialized equipment for industrial automation, i.e. PLC system. Main Parameters to perform the tensile and three point flexural tests, and the functional and technical specifications according to the ASTM (American Society of Testing Materials) standards were defined. Conceptual design, mathematical calculations and CAD designs were developed using Solidworks. Graphical user interfaces (GUI) were designed to interact with the user. Human machine interface (HMI) was implemented in proprietary software and includes rules for the supervision and manipulation of core variables for the user according to the ASTM standard. The HMI was interconnected with a programmable logic controller (PLC) where the process selection rules was implemented in GRAFCET diagram, following the ASTM protocols. The system has a test capacity of 500 Kgf both for the tensile test and for the three-point flexural test, with an accuracy of ± 2%, under the ASTM E177 standard, and the HMI interface as an innovative monitoring and control system.

Resumen (es)

En este trabajo se presenta el diseño e implementación de un banco de pruebas de un sistema para ensayos mecánicos de tracción y flexión por tres puntos para materiales metálicos y plásticos, adaptando un sistema de control y monitoreo de los datos utilizando equipo especializado para automatización. Se definieron parámetros para realizar los ensayos de tracción y flexión, y las especificaciones funcionales y técnicas que debe poseer la máquina según las normas ASTM (American Society of Testing Materials). Se desarrolló el diseño conceptual, los cálculos matemáticos y diseños en CAD usando Solidworks. Se diseñaron las interfaces gráficas de usuario (Graphical User Interface, GUI) para interactuar con el operador. La interfaz hombre-máquina (Human Machine Interface, HMI) se implementó en software propietario y contempla reglas para supervisión y manipulación de las variables del sistema para el operador según la norma ASTM. La HMI se interconectó con un controlador lógico programable (PLC) donde se implementaron las reglas de selección del proceso en diagrama grafcet, mediante el protocolo de ensayo. Se obtuvo que el sistema tiene una capacidad ensayo de 500 Kgf, tanto para el ensayo de tracción como para el ensayo de flexión, con una precisión de ± 2%, bajo la norma ASTM E177, y una interfaz HMI como sistema de control y supervisión novedosa.

Referencias

ASTM International, “ASTM International”, 2017. [Online]. Available at: www.astm.org

ASTM, “Standard Practice for Use of the Terms Precision and Bias in ASTM Test Methods”, 2016. [Online]. Available at: https://www.astm.org/Standards/E177.htm

ASTM, “Standard test methods for tensile testing of metallic materials”, 2004. [Online]. Available at: https://www.astm.org/DATABASE.CART/HISTORICAL/E8E8M-13.htm

ASTM, “Standard Test Methods for Bend Testing of Material for Ductility”, 1998. [Online]. Available at: https://www.astm.org/Standards/E290.htm

ASTM, “Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics”, 2004. [Online]. Available at: https://www.astm.org/Standards/D638

ASTM, “Standard Test Method for Flexural Properties of Unreinforced and Reinforced Plastics and Electrical Insulation Materials”, 2015. [Online]. Available at: https://www.astm.org/Standards/D790.htm

F. Mujika, A. Valea, P. Gañan and I. Mondragon, “Off-axis Flexure test: a new method for obtaining in-plane shear properties”, Journal of Composite Materials, vol. 39, no. 11, 2005, pp. 953-980. https://doi.org/10.1177%2F0021998305048735

M. Abo-Elkher, A. Hamada and A. Bahei, “Prediction of fatigue life of glass fiber reinforced polyester composites using modal testing”, International Journal of Fatigue, vol. 69, 2014, pp. 28-35. https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2012.10.002

G. Vargas and F. Mujika, “Determination of In-plane Shear Strength of Unidirectional Composite Materials Using the Off-axis Three-point Flexure and Off-axis Tensile Tests”, Journal of Composite Materials, vol. 44, no. 21, 2010, pp. 2487-2507. https://doi.org/10.1177/0021998310369601

P. Kulkarni, P. Sawant and V. Kulkarni, “Design and Development of Plane Bending Fatigue Testing Machine for Composite Material”, Materials Today: Proceedings, vol. 5, no. 5, 2018, pp. 11563–11568. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2018.02.124

A. Liu and S. CY Lu, “A New Coevolution Process for Conceptual Design”, CIRP Annals, vol. 64, no. 1, 2015, pp. 153-156. https://doi.org/10.1016/j.cirp.2015.04.020

Y.H. Yin, A. Nee, S. Ong, J. Zhu, P. Gu and L. Chen, “Automating design with intelligent human–machine integration”, CIRP Annals, vol. 64, no. 2, 2015, pp. 655–677. https://doi.org/10.1016/j.cirp.2015.05.008

M.-P. Pacaux-Lemoin, D. Trentesaux, G. Zambrano and P. Millota, “Designing intelligent manufacturing systems through Human-Machine. Cooperation principles: A human-centered approach”, Computers & Industrial Engineering, vol. 111, 2017, pp. 581–595.

Cómo citar

APA

Hernández-Gómez, Z. M., Castillo-Robles, E. M., & Campo-Ceballos, D. A. (2018). Automation of the mechanical tensile and three-point flexural test. Visión electrónica, 1(2), 304–308. https://doi.org/10.14483/22484728.18394

ACM

[1]
Hernández-Gómez, Z.M., Castillo-Robles, E.M. y Campo-Ceballos, D.A. 2018. Automation of the mechanical tensile and three-point flexural test. Visión electrónica. 1, 2 (ago. 2018), 304–308. DOI:https://doi.org/10.14483/22484728.18394.

ACS

(1)
Hernández-Gómez, Z. M.; Castillo-Robles, E. M.; Campo-Ceballos, D. A. Automation of the mechanical tensile and three-point flexural test. Vis. Electron. 2018, 1, 304-308.

ABNT

HERNÁNDEZ-GÓMEZ, Z. M.; CASTILLO-ROBLES, E. M.; CAMPO-CEBALLOS, D. A. Automation of the mechanical tensile and three-point flexural test. Visión electrónica, [S. l.], v. 1, n. 2, p. 304–308, 2018. DOI: 10.14483/22484728.18394. Disponível em: https://revistas.udistrital.edu.co/index.php/visele/article/view/18394. Acesso em: 23 ene. 2022.

Chicago

Hernández-Gómez, Zaida Margelly, Edgar Mauricio Castillo-Robles, y Diego Andrés Campo-Ceballos. 2018. «Automation of the mechanical tensile and three-point flexural test». Visión electrónica 1 (2):304-8. https://doi.org/10.14483/22484728.18394.

Harvard

Hernández-Gómez, Z. M., Castillo-Robles, E. M. y Campo-Ceballos, D. A. (2018) «Automation of the mechanical tensile and three-point flexural test», Visión electrónica, 1(2), pp. 304–308. doi: 10.14483/22484728.18394.

IEEE

[1]
Z. M. Hernández-Gómez, E. M. Castillo-Robles, y D. A. Campo-Ceballos, «Automation of the mechanical tensile and three-point flexural test», Vis. Electron., vol. 1, n.º 2, pp. 304–308, ago. 2018.

MLA

Hernández-Gómez, Z. M., E. M. Castillo-Robles, y D. A. Campo-Ceballos. «Automation of the mechanical tensile and three-point flexural test». Visión electrónica, vol. 1, n.º 2, agosto de 2018, pp. 304-8, doi:10.14483/22484728.18394.

Turabian

Hernández-Gómez, Zaida Margelly, Edgar Mauricio Castillo-Robles, y Diego Andrés Campo-Ceballos. «Automation of the mechanical tensile and three-point flexural test». Visión electrónica 1, no. 2 (agosto 13, 2018): 304–308. Accedido enero 23, 2022. https://revistas.udistrital.edu.co/index.php/visele/article/view/18394.

Vancouver

1.
Hernández-Gómez ZM, Castillo-Robles EM, Campo-Ceballos DA. Automation of the mechanical tensile and three-point flexural test. Vis. Electron. [Internet]. 13 de agosto de 2018 [citado 23 de enero de 2022];1(2):304-8. Disponible en: https://revistas.udistrital.edu.co/index.php/visele/article/view/18394

Descargar cita

Visitas

31

Dimensions


PlumX


Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Artículos más leídos del mismo autor/a