Generación de modelos numéricos de resortes de extensión basados en imágenes

Abstract

Los resortes fabricados artesanalmente en Ecuador presentan desviaciones geométricas respecto a los supuestos de diseño, afectando su desempeño y confiabilidad. Como alternativa a la realización de ensayos con máquinas especializadas para determinar su comportamiento mecánico, se sugiere emplear un procedimiento basado en visión por computadora y modelamiento numérico del resorte. En este trabajo se presenta un avance en este sentido mediante una metodología para construir un modelo numérico de la geometríareal del resorte empleando fotografías y algoritmos de procesamiento de imágenes. Se crea un ambiente fotográfico que facilita la toma de imágenes en direcciones ortogonales, y se procesan las imágenes usando la librería OpenCV en Python para determinar puntos que describen la trayectoria del alambre del resorte. Estos puntos se convierten en una malla de elementos finitos para simular el comportamiento mecánico del resorte. Para validar la metodología, se realiza una comprobación de la conformidad geométrica del modelo con el resorte, y se comparan las curvas fuerza‑desplazamiento real y simulada. Los resultados muestran que se logra una buena conformidad geométrica, y una excelente correspondencia entre la constante de rigidez obtenida experimentalmente y la simulada.