Diseño de Maquina de Elementos

Diseño de elementos de maquinas Página 1

Tema :Modelar componentes mecánicos

Código : MM35416Semestre: IVGrupo : F

Nota: Mantenimiento de Maquinaria Pesada - PFR Fecha: 27/09/2014 Lab. Nº : 03

CURSO: Diseño de elementos de Maquinas

LABORATORIO N° 03

Alumno (s): Cornejo tito, Juan Enrique

Grupo : F Especialidad C-2

Nota:Profesor :Ing. Jose Antonio Contreras Flores

Fecha de entrega

: 30 03 15 ciclo IV





1.Objetivo Modelar componentes mecánicos y elementos de espesor

constante.

2.Señales de seguridad

Tener cuidado con el tipo y niveles de voltaje que suministran a los equipos

Antes de utilizar los instrumentos cerciorarse si son de entrada o de salida, para no dañar los equipos

Tener cuidado en la conexión y en la desconexión de los equipos utilizados

3.Análisis de riesgos (Peligros potenciales)3.1 Seguridad

RIESGO DESCRIPCIÓN DEL PELIGRO

Cortocircuitos Los alumnos que realizan trabajos con equipos eléctricos, deberán tener cuidado con las conexiones eléctricas.

Caída Los alumnos deberán tener especial cuidado con los monitores, no levarlos al extremo posterior donde corren el riesgo de caída.

4.Herramientas y equipos-Computadora5. Materiales





- Guía de laboratorio

5.Desarrollo de Tarea

Realizar análisis por elementos finitos

Una vez realizado en 3d, seguimos los siguientes pasos:





1 Extruir croquis :10mm.

2 Asignar Material

2.1

Clic derecho en

MATERIAL[Sin

especificar] y asignarle el

material ACERO/AISI

3043 Crear un nuevo estudio3.1

Vaya a la pestaña

Simulation y de clic en la

flecha inferior del





botón Asesor de estudios

y escoja Nuevo

Estudio3.2

Escoja el estudio

Estático y de clic en

Aceptar.

4 Añadir sujeciones4.1

Hacer clic en la pestaña simulation, luego en asesor de sujeciones y geometría fija.





4.2

Seleccionar la cara adecuada para aplicar la sujeción.

Se selección CARA 1

5 Añadir Cargas

5.1

Seleccionar asesor de cargas externas y escoja fuerza.

5.2

Seleccione la cara indicada y asigne un valor de 100N, invierta la dirección





6 Crear el enmallado6.1

Seleccionar la pestaña simulation, luego hacer clic en ejecutar y crear malla.

7 Ejecutar el estudio7.1

De clic al botón Ejecutar





7.2

Se muestran los esfuerzos de Von Mieses en una escala de colores.

Limite elástico:206807008.000

8 Cambiar unidades8.1

Da clic derecho en Resultados/ Tensiones y seleccione Editar Definición





8.2

Cambie las unidades a MPa y en Forma deformada seleccione automático, Acepte

9 ISO-Superficies9.1

En el ejemplo se pueden aislar los puntos críticos,

dando clic derecho a

tensiones1 y escogiendo

ISO-Superficies

9.2

Puede mover el slider para modificar el Valor Iso y los volúmenes que tienen un esfuerzo mayor o menor al





Valor Iso. Al terminar cancele el comando

10 Medir desplazamientos10.1

De doble clic a Desplazamientos 1, aparecen los desplazamientos en mm.





11 Definir la grafica de Factor de Seguridad11.1

De clic derecho en la

carpeta Resultados y Seleccione

Definir trazado de factor de seguridad

11.2

Acepte las opciones por defecto, se

debe prestar atención al FS mínimo.





12 Modificar las cargas12.1

De clic derecho en Fuerza-1 y seleccione

Editar Definición. Cambie el

valor a 10000N y Ejecute el

estudio





13 Comprobar el Factor de SeguridadDe doble clic a Factor de Seguridad[-

FDS]

14 Modificar la geometríaRegrese a la pestaña Modelo y modifique la operación Saliente

Extruir1 a 15mm de Profundidad.Después regrese a la pestaña Estudio 1 y en la barra de

simulación de clic a Ejecutar

Se mejor el FS de 4.7 a 7 , Un mayor FS indica un diseño mas seguro pero no debe ser mejoradodemasiado alto,debido a que puede salir muy costoso porque esta sobredimensionadoy ademas seria mas pesado de lo necesario.

Trabajos Realizados en el laboratorio





1 Hallar el mayor esfuerzo de la siguiente pieza mecánica si F= 300 lbf

Modelado del ejercicio en Solidword.

Selección de material [Acero AISI 304]





Creación de nuevo estudio, escoger el estudio Estatico

Añadir sujeciones : Clic en Asesor de sujeción y escoger Geometría Fija





Selección de cargas externas 300lbf

Creacion de malla





Tensiones 1 [-vonMises-]





Desplazamientos 1

Deformaciones unitarias 1





Factor de seguridad 1



















Creación de malla










Desplazamientos 1

































Creación de malla






Desplazamientos 1











Realizar análisis por elementos finitos





1 Para la creación de la biela primero crearemos un croquis en el plano PLANTA y creamos nuevo croquis





2 Hacemos clic en la barra de OPERACIONES y seleccionamos EXTRUIR SALIENTE-BASE

3 En profundidad se agregada el valor de 14mm.

4 Hacemos clic en la barra de OPERACIONES/CHAFLAN





5 La opción de Chaflán nos da la facilidad de poder realizar un chaflán de aristas y caras En parámetros de chaflán Agregaremos un valor de 1mm de radio.

6 Creamos un nuevo croquis seleccionando la cara superior del solido





7 Hacemos clic en la barra de OPERACIONES/EXTRUIR CORTE

8 Agregamos un valor de 5.5mm cuya dirección corte es hacia abajo

7 Creamos un nuevo croquis seleccionando la cara que se le realizo extruir –corte y hacemos clic en Convertir entidades





8 Hacemos clic en la barra de OPERACIONES/EXTRUIR CORTE y realizamos modificaciones como: seleccionar equidistancia y agregar

un valor de 8.5mm luego en dirección 1 agregamos un valor de 5.50m y aceptamos

9 Hacemos clic en la barra de OPERACIONES/GEOMETRIA DE REFERENCIA y luego hacemos clic en PLANO

10 Para crear el plano nuevo se seleccionara una cara “Vista lateral” luego en equidistancia se le dará un valor de 21.19mm(esta medida se





dio gracias a la herramienta medir ubicada en la parte de calcular) además para cambiar la dirección del plano haremos clic en invertir

11 Sobre el plano nuevo creado se creara un nuevo croquis el cual consta de dos circunferencias ubicadas a 17.50mm del centro y

tendrán una circunferencia de 12mm

12 Hacemos clic en la barra de OPERACIONES y seleccionamos EXTRUIR SALIENTE-BASE luego agregaremos en desde:

Equidistancia 15mm y habilitaremos la opción direccion 1 y direccion 2 , se le agrega 18mm y 16mm respectivamente.





13 Creamos un nuevo croquis seleccionando la cara superior del solido, creamos una circunferencia de 30mm de diámetro.





14 Hacemos clic en la barra de OPERACIONES/EXTRUIR CORTE ,para no agregar un valor numero lo que cambiaremos será en dirección 1 , escogeremos la opción de hasta la superficie y seleccionaremos la

cara inferior

15 Creamos un nuevo croquis y creamos dos circunferencia de 4.8mm de diámetro y están separado del centro a una distancia de 17.50mm





16 Hacemos clic en la barra de OPERACIONES/EXTRUIR CORTE ,

17 Hacemos clic en la barra de OPERACIONES/REDONDEO y seleccionamos cada una de las aristas que se observan en la

imagen cuyo valor de redondeo será de 1mm





18 AHORA SELECCIONAMOS EL TIPO DE MATERIALEl material seleccionado será aluminio 5052-O

19 EL modelado de la biela de aluminio5052-O sera









Simulación de la biela informe SolidWorks

Información de modelo

Nombre del modelo: biela

Configuración actual: Predeterminado

Sólidos

Nombre de documento y referencia

Tratado comoPropiedades volumétricas

Ruta al documento/Fecha de

modificación

Redondeo1

Sólido

Masa:0.0974368 kgVolumen:3.6357e-005 m^3

Densidad:2680 kg/m^3Peso:0.95488 N

D:\tecsup\4TO SEMESTRE\Diseño de

elementos y maquinas\Trabajos de Estudiantes\

Laboratorios\Lab 3\Swds\biela.SLDPRT

Sep 15 13:11:59 2014





Propiedades del estudioNombre de estudio Análisis estático 1Tipo de análisis Análisis estáticoTipo de malla Malla sólidaEfecto térmico: ActivarOpción térmica Incluir cargas térmicasTemperatura a tensión cero 298 KelvinIncluir los efectos de la presión de fluidos desde SolidWorks Flow Simulation

Desactivar

Tipo de solver FFEPlusEfecto de rigidización por tensión (Inplane): DesactivarMuelle blando: DesactivarDesahogo inercial: DesactivarOpciones de unión rígida incompatibles AutomáticaGran desplazamiento DesactivarCalcular fuerzas de cuerpo libre ActivarFricción DesactivarUtilizar método adaptativo: DesactivarCarpeta de resultados Documento de SolidWorks (D:\tecsup\4TO SEMESTRE\

Diseño de elementos y maquinas\Trabajos de Estudiantes\Laboratorios\Lab 3\Swds)

UnidadesSistema de unidades: Métrico (MKS)Longitud/Desplazamiento mmTemperatura KelvinVelocidad angular Rad/segPresión/Tensión N/m^2

Propiedades de materialReferencia de modelo Propiedades Componentes





Nombre: 5052-OTipo de modelo: Isotrópico elástico linealCriterio de error

predeterminado:Desconocido

Límite elástico: 9e+007 N/m^2Límite de tracción: 1.95e+008 N/m^2

Módulo elástico: 7e+010 N/m^2Coeficiente de Poisson: 0.33

Densidad: 2680 kg/m^3Módulo cortante: 2.59e+010 N/m^2

Coeficiente de dilatación térmica:

2.4e-005 /Kelvin

Sólido 1(Redondeo1)(biela)





Cargas y sujecionesNombre de

sujeciónImagen de sujeción Detalles de sujeción

Fijo-1

Entidades: 1 cara(s)Tipo: Geometría fija

Fuerzas resultantesComponentes X Y Z Resultante

Fuerza de reacción(N) 90.7971 0.000922287 -0.00309224 90.7971Momento de reacción(N.m) 0 0 0 0

Nombre de carga

Cargar imagen Detalles de carga

Fuerza-1

Entidades: 1 cara(s)Tipo: Aplicar fuerza normal

Valor: -100 NÁngulo de fase: 0

Unidades: deg





Información de mallaTipo de malla Malla sólidaMallador utilizado: Malla estándarTransición automática: DesactivarIncluir bucles automáticos de malla: DesactivarPuntos jacobianos 4 PuntosTamaño de elementos 3.3141 mmTolerancia 0.165705 mmCalidad de malla Elementos cuadráticos de alto orden

Información de malla - DetallesNúmero total de nodos 18612Número total de elementos 10736Cociente máximo de aspecto 37.814% de elementos cuyo cociente de aspecto es < 3 96% de elementos cuyo cociente de aspecto es > 10 0.13% de elementos distorsionados (Jacobiana) 0Tiempo para completar la malla (hh;mm;ss): 00:00:03Nombre de computadora: THONY





Fuerzas resultantes

Fuerzas de reacciónConjunto de selecciones

Unidades Suma XSuma Y Suma Z Resultante

Todo el modelo N 90.7971 0.000922287 -0.00309224 90.7971

Momentos de reacciónConjunto de selecciones

Unidades Suma XSuma Y Suma Z Resultante

Todo el modelo N.m 0 0 0 0





Resultados del estudio

Nombre Tipo Mín. Máx.Tensiones1 VON: Tensión de von Mises 2338.05 N/m^2

Nodo: 5343.23151e+006 N/m^2Nodo: 260

biela-Análisis estático 1-Tensiones-Tensiones1





Nombre Tipo Mín. Máx.Desplazamientos1 URES: Desplazamiento resultante 0 mm

Nodo: 90.00217563 mmNodo: 16024

biela-Análisis estático 1-Desplazamientos-Desplazamientos1





Nombre Tipo Mín. Máx.Deformaciones unitarias1 ESTRN: Deformación unitaria

equivalente5.04883e-008 Elemento: 3423

3.66768e-005 Elemento: 10407

biela-Análisis estático 1-Deformaciones unitarias-Deformaciones unitarias1





Nombre Tipo Mín. Máx.Factor de seguridad1 Automático 27.8507

Nodo: 26038493.6 Nodo: 534

biela-Análisis estático 1-Factor de seguridad-Factor de seguridad1

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