Desarrollo de un software didáctico para el análisis tribológico de árboles de levas

Abstract

Con la implantación de nuevas metodologías de estudio en el ámbito de la educación superior surge la necesidad de aplicar estilos innovadores de aprendizaje, así como la creación de entornos que fomenten el auto-aprendizaje y el peer-learning a través del trabajo en equipo. Por otra parte, desde la asignatura Tribología del Máster en Ingeniería Mecánica se desea fomentar competencias técnicas de desarrollo en el análisis y diseño de contactos tribológicamente optimizados. De la conjunción de estos marcos didáctico y técnico surge el presente proyecto, cuyo fin fundamental consiste en la creación de software destinado al análisis tribológico de árboles de levas, problema de complejidad tecnológica debido a la coexistencia de múltiples regímenes de lubricación circunscritos por condiciones de contorno comunes como el lubricante empleado y el régimen de giro del árbol. Este software persigue el establecimiento de un entorno técnico de aprendizaje de los fenómenos tribológicos involucrados en los mecanismos leva-seguidor, engranaje cilíndrico recto y cojinete hidrodinámico. Para ello se propone un modelo de cálculo analítico basado en MatLab que aúna las teorías del contacto termoelastohidrodinámico con la modelización de lubricantes; así como una interfaz gráfica de usuario limpia, intuitiva y de fácil manejo por parte del alumno para la resolución de casos de análisis tribológicos. A la vista de los resultados obtenidos, se concluye que el cálculo es suficientemente preciso y de valor técnico en comparación con los resultados obtenidos mediante simulaciones numéricas; no pudiendo ser totalmente fiel a la realidad física que representan debido a la imposibilidad de inclusión del comportamiento de los aditivos incluidos en el lubricante. Por último, se plantea la posibilidad de incluir el software presentado en la asignatura Tribología; así como otras posibles mejoras, actualizaciones o líneas de desarrollo a partir de este trabajo.