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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
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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
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- Guía de laboratorio
5.Desarrollo de Tarea
Realizar análisis por elementos finitos
Una vez realizado en 3d, seguimos los siguientes pasos:
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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
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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.
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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
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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
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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
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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
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Valor Iso. Al terminar cancele el comando
10 Medir desplazamientos10.1
De doble clic a Desplazamientos 1, aparecen los desplazamientos en mm.
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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.
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12 Modificar las cargas12.1
De clic derecho en Fuerza-1 y seleccione
Editar Definición. Cambie el
valor a 10000N y Ejecute el
estudio
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Nota: Mantenimiento de Maquinaria Pesada - PFR Fecha: 27/09/2014 Lab. Nº : 03
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
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Nota: Mantenimiento de Maquinaria Pesada - PFR Fecha: 27/09/2014 Lab. Nº : 03
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]
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Nota: Mantenimiento de Maquinaria Pesada - PFR Fecha: 27/09/2014 Lab. Nº : 03
Creación de nuevo estudio, escoger el estudio Estatico
Añadir sujeciones : Clic en Asesor de sujeción y escoger Geometría Fija
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Nota: Mantenimiento de Maquinaria Pesada - PFR Fecha: 27/09/2014 Lab. Nº : 03
Selección de cargas externas 300lbf
Creacion de malla
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Tensiones 1 [-vonMises-]
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Desplazamientos 1
Deformaciones unitarias 1
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Nota: Mantenimiento de Maquinaria Pesada - PFR Fecha: 27/09/2014 Lab. Nº : 03
Factor de seguridad 1
2 Hallar el mayor esfuerzo de la siguiente pieza mecánica si F= 200 lbf
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Nota: Mantenimiento de Maquinaria Pesada - PFR Fecha: 27/09/2014 Lab. Nº : 03
Modelado del ejercicio en Solidword.
Selección de material [Acero AISI 304]
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Nota: Mantenimiento de Maquinaria Pesada - PFR Fecha: 27/09/2014 Lab. Nº : 03
Creación de nuevo estudio, escoger el estudio Estatico
Añadir sujeciones : Clic en Asesor de sujeción y escoger Geometría Fija
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Nota: Mantenimiento de Maquinaria Pesada - PFR Fecha: 27/09/2014 Lab. Nº : 03
Selección de cargas externas 200lbf
Creación de malla
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Tensiones 1 [-vonMises-]
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Nota: Mantenimiento de Maquinaria Pesada - PFR Fecha: 27/09/2014 Lab. Nº : 03
Desplazamientos 1
Deformaciones unitarias 1
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Nota: Mantenimiento de Maquinaria Pesada - PFR Fecha: 27/09/2014 Lab. Nº : 03
Factor de seguridad 1
1 Hallar el mayor esfuerzo de la siguiente pieza mecánica si F= 3000 lbf
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Modelado del ejercicio en Solidword.
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Selección de material [Acero AISI 304]
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Nota: Mantenimiento de Maquinaria Pesada - PFR Fecha: 27/09/2014 Lab. Nº : 03
Creación de nuevo estudio, escoger el estudio Estatico
Añadir sujeciones : Clic en Asesor de sujeción y escoger Geometría Fija
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Nota: Mantenimiento de Maquinaria Pesada - PFR Fecha: 27/09/2014 Lab. Nº : 03
Selección de cargas externas 3000lbf
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Creación de malla
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Tensiones 1 [-vonMises-]
Desplazamientos 1
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Deformaciones unitarias 1
Factor de seguridad 1
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Realizar análisis por elementos finitos
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1 Para la creación de la biela primero crearemos un croquis en el plano PLANTA y creamos nuevo croquis
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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
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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
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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
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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
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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.
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13 Creamos un nuevo croquis seleccionando la cara superior del solido, creamos una circunferencia de 30mm de diámetro.
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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
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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
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18 AHORA SELECCIONAMOS EL TIPO DE MATERIALEl material seleccionado será aluminio 5052-O
19 EL modelado de la biela de aluminio5052-O sera
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Nota: Mantenimiento de Maquinaria Pesada - PFR Fecha: 27/09/2014 Lab. Nº : 03
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
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Nota: Mantenimiento de Maquinaria Pesada - PFR Fecha: 27/09/2014 Lab. Nº : 03
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
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Nota: Mantenimiento de Maquinaria Pesada - PFR Fecha: 27/09/2014 Lab. Nº : 03
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)
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Nota: Mantenimiento de Maquinaria Pesada - PFR Fecha: 27/09/2014 Lab. Nº : 03
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
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Nota: Mantenimiento de Maquinaria Pesada - PFR Fecha: 27/09/2014 Lab. Nº : 03
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
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Nota: Mantenimiento de Maquinaria Pesada - PFR Fecha: 27/09/2014 Lab. Nº : 03
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
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Nota: Mantenimiento de Maquinaria Pesada - PFR Fecha: 27/09/2014 Lab. Nº : 03
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
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Nota: Mantenimiento de Maquinaria Pesada - PFR Fecha: 27/09/2014 Lab. Nº : 03
Nombre Tipo Mín. Máx.Desplazamientos1 URES: Desplazamiento resultante 0 mm
Nodo: 90.00217563 mmNodo: 16024
biela-Análisis estático 1-Desplazamientos-Desplazamientos1
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Nota: Mantenimiento de Maquinaria Pesada - PFR Fecha: 27/09/2014 Lab. Nº : 03
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
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Nota: Mantenimiento de Maquinaria Pesada - PFR Fecha: 27/09/2014 Lab. Nº : 03
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