Estudio y Análisis de la Rugosidad Mediante Simulación

Abstract

Dentro de la metrología existe una rama fundamental para la ingeniería mecánica, la rugosidad. Toda pieza real posee irregularidades que han sido producidas debido a su proceso de fabricación (forja, laminación, fresado, etc...), una pieza perfecta solo existe desde el punto de vista teórico. Estas irregularidades, cuando se refieren a la superficie de una pieza, representan lo que se denomina como rugosidad. La rugosidad de una superficie no puede medirse como tal, sino que existen por definición una serie de parámetros, que en su conjunto, permiten definirla. El presente TFG tratará todo el proceso que, mediante el método del perfil y partiendo del perfil total de una superficie, permite obtener el perfil de rugosidad y el valor de varios de sus parámetros asociados. Este proceso, recogido y normalizado por una serie de normas internacionales ISO, será desarrollado en la herramienta de software matemático MATLAB, creando un algoritmo capaz de obtener los parámetros de rugosidad, antes mencionados, a partir de las coordenadas del perfil total, o más concretamente, del perfil primario. La definición de los términos anteriores, así como de otros relacionados, junto con los procedimientos requeridos, formarán parte del fundamento teórico del TFG. Parte principal del proyecto será también el análisis y revisión del software para el cálculo de los parámetros de rugosidad, gratuito y de libre acceso, ofertado por los laboratorios nacionales de metrología de EEUU, Alemania y R. Unido: NIST, PTB y NPL respectivamente. El software de estas instituciones servirá de guía para el desarrollo y evaluación del algoritmo creado como fin último del TFG. Por último, y como parte necesaria para un correcto estudio metrológico, se llevará a cabo el cálculo de la incertidumbre asociada al cálculo de los parámetros de rugosidad, utilizando el Método de Monte Carlo. Este método, de marcado tinte computacional, permitirá conocer las funciones de densidad de probabilidad de los parámetros calculados, sobre las que obtener la incertidumbre típica y los límites superior e inferior para un intervalo de confianza determinado. En definitiva, el presente TFG representa el recorrido por los conceptos teóricos y de aplicación, las características necesarias, el desarrollo y evaluación, para la creación de un algoritmo que permita, con una alta precisión, el cálculo de los parámetros de rugosidad asociados a la superficie de una pieza, descrita por las coordenadas de su perfil.