Disseny i desplegament del bessó digital d’una peça en voladís: de la captura de dades a la seva simulació remota
Aquest Treball de Fi de Màster presenta el disseny, desenvolupament i validació d’un bessó digital aplicat a una peça estructural senzilla: una biga en voladís instrumentada. El projecte s’emmarca dins el context de la Indústria 4.0 i té com a objectiu principal establir una connexió funcional entre...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis de maestría |
| Fecha de publicación: | 2026 |
| País: | España |
| Institución: | Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) |
| Repositorio: | UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC |
| Idioma: | catalán |
| OAI Identifier: | oai:upcommons.upc.edu:2117/457410 |
| Acceso en línea: | https://hdl.handle.net/2117/457410 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Digital twins (Computer simulation) Rèpliques digitals (Simulació per ordinador) Àrees temàtiques de la UPC::Matemàtiques i estadística::Investigació operativa::Simulació |
| Sumario: | Aquest Treball de Fi de Màster presenta el disseny, desenvolupament i validació d’un bessó digital aplicat a una peça estructural senzilla: una biga en voladís instrumentada. El projecte s’emmarca dins el context de la Indústria 4.0 i té com a objectiu principal establir una connexió funcional entre el món físic i el digital mitjançant la integració de sensors, adquisició de dades i simulació numèrica en temps real. El treball parteix del disseny geomètric de la peça mitjançant eines CAD i del desenvolupament d’un model teòric basat en la resistència de materials, que permet descriure analíticament la deformació, les tensions i la freqüència natural del sistema. Paral·lelament, es construeix el sistema físic, incorporant galgues extensiomètriques i un circuit de condicionament de senyal per mesurar les deformacions reals produïdes sota diferents estats de càrrega. Les dades experimentals obtingudes són adquirides i processades mitjançant un microcontrolador i integrades en un entorn MATLAB, on es desenvolupa el bessó digital. Aquest inclou un model numèric tridimensional basat en el mètode dels elements finits (FEM), capaç d’actualitzar-se segons les dades reals i reproduir el comportament estructural de la peça de manera sincronitzada. Addicionalment, es calcula la freqüència natural del sistema per monitorar el seu comportament dinàmic. Finalment, el model digital es valida mitjançant la comparació entre els resultats simulats i les mesures experimentals per a diferents càrregues aplicades, analitzant les desviacions i les fonts d’error. Els resultats obtinguts demostren la viabilitat del bessó digital com a eina de monitoratge i validació estructural, així com el seu potencial d’aplicació en sistemes més complexos dins l’àmbit de l’enginyeria mecànica. |
|---|