redalyc.análisis mecánico-estructural de una grúa auxiliar

Científica

ISSN: 1665-0654

[email protected]

Instituto Politécnico Nacional

México

Legorreta-Correa, Carlos Eduardo; Beltrán-Fernández, Juan Alfonso; García-Castilla,

Gonzalo

Análisis mecánico-estructural de una grúa auxiliar para el traslado de pacientes con

problemas de movilidad aplicando el método de extensometría y simulación FEM

Científica, vol. 19, núm. 1, enero-junio, 2015, pp. 17-27

Instituto Politécnico Nacional

Distrito Federal, México

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Científica, vol. 19, núm. 1, pp. 17-27, enero-junio 2015. ISSN 1665-0654, ESIME IPN México.

Análisis mecánico-estructural de una grúa auxiliar para el traslado de pacientes conproblemas de movilidad aplicando el método de extensometría y simulación FEM

Carlos Eduardo Legorreta-CorreaJuan Alfonso Beltrán-Fernández, Gonzalo García-Castilla

Resumen

En este trabajo se presentan resultados de pruebas numéricas yexperimentales, utilizando el método de extensometría efectuadas auna grúa auxiliar diseñada originalmente con la finalidad de facilitar eltraslado de pacientes con problemas de movilidad dentro de hospi-tales. Las pruebas experimentales consistieron en simular el efectode cargar completamente a una persona de hasta 200 kg (1962 N) depeso, ésto sin considerar movimientos laterales en la horquilla endonde se engancha el arnés que precisamente realiza esta función. Seutilizaron discos de pesas de 15 y 20 kg, los cuales fueron colocadasde manera gradual a fin de tener diferentes estados de carga, conaumentos progresivos de 20 kg hasta llegar a 200 kg. En cada punto(estado de carga) se registraron las deformaciones en los puntos

críticos de varios de los elementos que componen a la grúa, usandopara ello galgas extensométricas (strain gauges) que previamentefueron instrumentadas en la grúa.

Para el caso de las pruebas numéricas se utilizó primeramente elsoftware CAD de SolidWorks® 2014 para realizar el modelado yensamble de los componentes de la grúa auxiliar. Posteriormente conayuda del software CAE de ANSYS® Workbench 15.0 se hicieronsimulaciones en el modelo de la grúa considerando los pesos usadosen las pruebas experimentales. Finalmente se presenta una compa-ración de los resultados obtenidos en ambas pruebas, numéricas yexperimentales, mostrando e interpretando la variación.

Palabras clave: galgas extensométricas, extensometría, análisisestructural, simulación numérica, método del elemento finito(MEF).

Abstract(Experimental and Numerical Validation of an Auxiliary Cranefor the Transfer of Patients with Mobility Problems, Applying theMethod of Extensometry and FEM Simulation)

In this paper results of numerical and experimental test arepresented, using the method of extensometry applied to an auxiliarycrane originally designed to facilitate the transfer of patients withmobility problems inside hospitals. The experimental testsconsisted in to simulate the effect of carrying a person with aweight up to 200 kg (1962 N.), this without considering lateralmovement in the fork where is engaged the harness that preciselyperforms this function. Discs weights of 15 and 20 kg were used,which were placed gradually in order to have different loadconditions, with progressive increases of 20 kg up to 200 kg ateach point (load condition) deformations were recorded in thecritical points of the various elements that shape the crane, usingfor this strain gauges that were previously implemented in thecrane. In the case of the numerical tests, the CAD softwareSolidWorks® 2014 was firstly used for modeling and assemblyingthe components of the auxiliary crane. Later with the help of CAEsoftware ANSYS® Workbench 15.0, simulations on the model ofthe crane were made considering the weights used in the experi-mental tests. Finally, a comparison of the results obtained in bothtests, numerical and experimental are presented, showing thevariation between them and interpreting the reason for this.

Key words: strain gauges, extensometry, structural analysis, numericsimulation, Finite Element Analysis (FEA).

17

Análisis mecánico-estructural de una grúa auxiliarpara el traslado de pacientes con problemas demovilidad aplicando el método deextensometría y simulación FEMCarlos Eduardo Legorreta-Correa1

Juan Alfonso Beltrán-Fernández1

Gonzalo García-Castilla2

1Instituto Politécnico NacionalEscuela Superior de Ingeniería Mecánica y EléctricaSección de Estudios de Posgrado e Investigación.Unidad Profesional Adolfo López Mateos,Edificio 5, Gustavo A. Madero, Col. Lindavista,Ciudad de México, CP 07738.MÉXICO.

2Accesos Sin Límite SA de CVCalle Castaños, Lote 9 Manzana 50. Col. Tres deMayo, Cuautitlán Izcalli, Estado de México, CP 54760.MÉXICO.

Tels. 155 5729 6000 ext. 54762, 255 2840 0239.

correos electrónicos (email):[email protected]

[email protected]@discapacitado.com.mx

Recibido 14-04-2014, aceptado 30-09-2015.

Científica, vol.19, núm. 1, pp. 17-27, enero-junio 2015.ISSN 1665-0654, ESIME Instituto Politécnico Nacional MÉXICO




1. Introducción

La necesidad de facilitar el manejo de pacientes con las limita-ciones de movilidad, que provocan padecimientos como laparaplejia, tetraplejia y bariatría, ha llevado a los ingenierosmecánicos a trabajar en el campo de la biomecánica para dise-ñar y crear diferentes tipos de dispositivos o máquinas quefaciliten el traslado de este tipo de personas.

La calidad de vida de un paciente con problema de movilidadla mayoría de las veces es menor que la de una personaclínicamente sana. Lo anterior se debe al hecho de tener querealizar cualquier actividad física sufriendo las complicacio-nes consecuentes de tener una lesión o cualquier otra anor-malidad que implique daño motriz en la persona en cuestión.La complejidad para que el individuo pueda moverse depen-de directamente de la complejidad de la lesión, lo cual reper-cute además en el nivel de independencia del paciente y enlos recursos que requerirá para llevar una vida lo más normalposible.

En el documento que se presenta a continuación se reportanlos resultados del análisis estructural realizado a la grúa auxi-liar para el transporte de personas con problemas de movili-dad, propiedad de la empresa "Acceso Sin Límites", utilizan-do simulación numérica mediante el software de elementofinito (FEM) ANSYS® Workbench 15.0 y aplicando tambiénel método experimental de galgas extensométricas(extensometría), con el fin de determinar la carga máxima quepodría soportar la máquina (grúa) además de hacer las obser-vaciones y recomendaciones correspondientes en lo que serefiere al diseño y manufactura de la misma.

2. Desarrollo

2.1. Aplicación del método de extensometría

Las pruebas se realizaron colocando peso sobre la canasta(arnés) de la grúa, aumentándolo gradualmente de 20 en 20 kghasta llegar a 200 kg. En el caso de las galgas se tomaronlecturas en cada momento de la prueba (0 kg, 20 kg, 40 kg, ...,200 kg).

2.1.1. Materiales y herramientas utilizadas

- 18 galgas extensométricas marca Vishay MicroMeasure-ments® con una resistencia eléctrica de 120 Ω

- Tester marca Vishay Micro-Measurements®

- Puente de Wheatstone (Medidor de deformaciones linea-les) marca Vishay Micro-Measurements®

- 30 m de cable calibre #26 de 7 polos- Soldadura- Cautín- Pasta para soldar- Pegamento para galgas Vishay Micro-Measurements®- Catalizador marca Vishay Micro-Measurements®- Desengrasante marca Vishay Micro-Measurements®- Neutralizador marca Vishay Micro-Measurements®- Gasas- Escuadra o regla graduada- Lápiz 2H- Cinta Celofán marca Vishay Micro-Measurements® M-Bond

200- Hoja de papel con eje de coordenadas referencial trazado

sobre ella- Vidrio de apoyo para el pegado de galgas- Prensa tipo de uso en carpintería- 2 Pesas de 500 g, 2 pesas de 200 g y 1 de 100 g- Lija de grano #600, 1000 y 2000

2.1.2. Procedimiento de instrumentación

Primeramente se marcaron áreas de aproximadamente 1 x 1 cmen las zonas consideradas como críticas (donde se estimaque se presente el mayor esfuerzo debido a la carga) en cadauno de los elementos que componen a la grúa. Estas áreasfueron delimitadas utilizando cinta mazquin. Para cada puntode estudio se tienen 2 áreas marcadas, una en la parte supe-rior del elemento y otra en la parte inferior del mismo, debidoa que, de acuerdo con las condiciones de trabajo de la grúa(flexión), se espera que el mayor esfuerzo a tensión en loselementos se encuentre precisamente en su parte media su-perior y el mayor esfuerzo a compresión en su parte mediainferior.

Posteriormente, con la ayuda de removedor de pintura y lijasde distintos tipos, se procedió a limpiar y pulir las áreas mar-cadas, a fin de obtener un acabado tipo espejo, con la menorrugosidad superficial posible y la mayor claridad en la zona,necesaria para el correcto trazo de ejes de referencia y poste-rior colocación de las galgas.

Una vez listas las superficies de cada uno de los puntos deestudio, se procedió a trazar ejes de referencia auxiliares parala correcta alineación de la galga al momento de pegarla. Paramarcar dichos ejes se utilizaron escuadras y lápices de punta2H, teniendo en cuenta que no se debía hacer una presión

18




excesiva con el lápiz a fin de evitar la creación deconcentradores de esfuerzos debido a las líneas dibujadas.

19

Pegado de las galgas. Para pegar las galgas se siguió al piede la letra el procedimiento indicado por el proveedor VishayMicro Measurements®, el cual nos indica que una vez que setienen los ejes de referencia trazados en el área en donde sepega la galga, se procede a limpiar con desengrasante y neu-tralizador el lugar. Después se colocó catalizador en el lugarque ocuparía la galga en la pieza al ser pegada y se dejó secarpor aproximadamente 30 segundos. Posterior a ello, se aña-dió una gota del pegamento especial sobre la galga y se pro-

Fig. 1. Delimitación de las áreas o puntos críticos a estudiar en la grúa.

Fig. 2. Aplicación del removedor de pintura sobre las áreas en dondeposteriormente se pegaron las galgas extensométricas.

Fig. 3. Zonas de interés del marco, libres de pintura y listas para sermarcadas con los ejes de referencia para pegar las galgas.

Fig. 4. Ejes de referencia marcados en una de las áreas que fueinstrumentada con galga extensométrica.




20

cedió a colocarla en el área en donde fue puesto el cataliza-dor, teniendo extremo cuidado de no tocar la galga directa-mente con las manos, por lo mismo fue necesario el uso deguantes, pinzas y cinta celofán.

Al momento de pegar la galga y una vez que se tenía coloca-da en el punto deseado, el manual del proveedor indica quese debe hacer presión con el dedo pulgar apoyado sobre lacinta celofán que cubre la galga extensométrica durante aproxi-madamente 1 minuto para que la temperatura corporal ayuda-ra a que la adhesión con la superficie se diera mejor.

Se utilizaron dos tipos de galgas extensométricas (strain gages)marca MicroMeasurements. El primer tipo (tipo A) son modeloEA-06-120LZ-120/E de 120 ohms de resistencia y factor de gal-

ga de 2.08 y el segundo tipo (tipo B) son modelo EF-06-120LZ-120/E de 120 ohms de resistencia y factor de galga de 2.14.

Retiro de la cinta celofán. Después de dejar secar el pegamen-to con el que fueron pegadas las galgas a la grúa, aproximada-mente una hora, se procedió a retirar la cinta celofán que lasprotegía, teniendo mucho cuidado de no hacerlo de maneraque se pudieran inducir esfuerzos residuales en la galga o des-pegarla parcial o totalmente. La técnica correcta indica que sedebe hacer lentamente y procurando que el dedo que sostieneel extremo de la cinta celofán describa una trayectoria paralelay lo más cercana posible a la longitud de la galga extensométrica.

Soldado de los alambres conductores a las galgas. Antesde soldar los alambres conductores a las terminales de lasgalgas, se estañaron sus puntas para tener mayor precisiónal momento de llevarlos a la galga.

Fig. 5. Galga pegada y alineada con los ejes de referencia trazados.Fig. 7. Retiro de la cinta celofán de una de las galgas pegadas.

Fig. 6. Imagen que muestra el procedimiento de hacer presión directamentecon el dedo pulgar sobre la cinta celofán que cubre la galga recién pegada,

a fin de ayudar en la adhesión de la misma con la superficie.Fig. 8. Estañado de las puntas de los alambres conductores que

posteriormente serían soldadas a las galgas extensométricas.




21

Ya con las puntas estañadas de los alambres conductores, seprocedió a soldarlos en los terminales de la galga, conside-rando la configuración indicada en el manual de instrumenta-ción de Vishay Micro Measurements®, que indica que dosde los alambres deben de soldarse juntos (trenzados) en unade las terminales de la galga y la otra punta (alambre) se suel-da solo en la otra terminal. Otra consideración importante fuela de no tocar las terminales de la galga directamente con elcautín al momento de soldar, porque se corre riesgo alto dequemar el circuito de la misma.

Para comprobar que los cables conductores estuvieran co-rrectamente soldados a las terminales de la galga extenso-métricas se utilizó el Gage Installation Tester marca VishayMicro Measurements®, sabiendo que para que esto fueraasí, la resistencia medida por el aparato debía ser de 120 ohmsprecisamente.

La instrumentación de galgas extensométricas fue realizadaen los puntos críticos de cada elemento, considerando quetodos ellos se encuentran a flexión debido al funcionamientode la grúa, es evidente que la mayor deformación se tiene enlos puntos medios, específicamente en los extremos superior

Fig. 9. Soldado de los alambres conductores a una de las galgas.

Fig. 10. Procedimiento para comprobar un correcto soldado de losalambres conductores en la galga.

Fig. 11. Imágenes de la grúa completamente instrumentada con galgasextensométricas listas para ser utilizadas en las pruebas.

Fig. 12. Pesas utilizadas para la realización de las pruebas en la grúa.




22

realizar ahí las correspondientes análisis, a fin de obtener losvalores máximos de desplazamientos para cada valor de car-ga aplicada (intervalos de 20 kg: 0, 20, 40, 60, …, 200).

En la sección inferior de la grúa, la cual incluye a partir delpedestal de la misma y continúa hasta las patas, fueron colo-cados en los puntos de apoyo del marco de carga los valoresde las fuerzas y los momentos transmitidos desde la secciónsuperior. Para el caso de 200 de carga en los botones lateralesde la horquilla, la fuerza en el punto E es de 1073 N y en elpunto F de 889 N.

Para el caso de 200 de carga en los botones laterales de lahorquilla, la fuerza en el punto E es de 1073 N y en el punto Fde 889 N.

e inferior de cada componente, es ahí en donde se colocaronlas galgas. Para la medición de las deformaciones unitariascon las galgas se usó un puente de Wineston de 4 canalesmarca Vishay-MicroMeasurements® y se consideró depen-diendo el tipo de galga (se usaron 2 tipos: A y B) un factor degalga de 2.08 y 2.14, el cual fue introducido en el puente deWineston previo a la realización de las pruebas.

2.2. Simulación numérica en ANSYS® Workbench 15.0

El modelado de los componentes de la grúa y su correspon-diente ensamble se realizó utilizando el software de CADSolidWorks® 2014.

Para la simulación, el archivo del ensamble final se exportóhacia la plataforma CAE de ANSYS® Workbench 15.0 para

Fig. 13. Imagen de la grúa cargando 36 kg.

Fig. 14. Medidor de deformaciones (Puente de Wineston) Modelo P3Marca Vishay Micro Measurements®, utilizado durante las pruebas

realizadas a la grúa.

Fig. 15. Prueba de la grúa en donde se muestra el brazo telescópicocompletamente extendido y en posición máxima, utilizando

a una persona de alrededor de 120 kg.




23

Fig. 16. Identificación de puntos en donde fueron pegadas galgas a fin deconocer las microdeformaciones en esas zonas (zonas críticas).

GALGA

11a22a5678ABCDEFGHIJ

UBICACIÓN

VI SUPERIOR

VI INFERIOR

VII SUPERIOR

VII INFERIOR

IV SUPERIOR

IV INFERIOR

V SUPERIOR

V INFERIOR

II SUPERIOR

II INFERIOR

III SUPERIOR

III INFERIOR

I SUPERIOR

I INFERIOR

IX SUPERIOR

IX INFERIOR

VIII SUPERIOR

VIII INFERIOR

Tabla 1. Ubicación y nomenclatura de las galgasinstrumentadas en la grúa.

Fig. 17. Ensamble final de la grúa en SolidWorks® 2014.

Tabla 2. Valores de las fuerzas (N) en los puntos A y B, al cargar la grúacon diferentes magnitudes de masa (kg).

A

981.098.1

196.2294.3392.4490.5588.6686.7784.8882.9

SECCIÓN SUPERIOR

B

981.098.1

196.2294.3392.4490.5588.6686.7784.8882.9

200.020.040.060.080.0

100.0120.0140.0160.0180.0

Tabla 3. Valores de las fuerzas (N) y momentos (Nm) en los puntos E y F,al cargar la grúa con diferentes pesos.

E

1073.0107.3214.6321.9429.2536.5644.1751.1858.4965.8

SECCIÓN INFERIOR

F

889.088.9

177.8266.7355.6444.5533.6622.3711.2800.2

200.020.040.060.080.0

100.0120.0140.0160.0180.0

MOMENTO E

1361.1136.1272.2408.4544.4680.6817.0952.8

1088.91225.1

MOMENTO F

1127.7112.8225.5338.3451.1563.9676.9789.4902.2

1015.0




24

Durante el mallado se obtuvo una malla en la sección superiorde 56207 nodos y 26182 elementos, mientras que en la seccióninferior 24282 nodos y 9847 elementos.

Fig. 18. Apoyos, fuerzas y momentos aplicados a la sección inferiorde la grúa.

Fig. 19. Apoyos, fuerzas y momentos aplicados a la sección superior de la grúa.

Fig. 21. Mallado de la sección inferior de la grúa.

Fig. 23. Deformación (Equivalent Elastic Strain) en la sección inferiorde la grúa al cargarla con una masa de 200 kg.Fig. 20. Mallado de la sección superior de la grúa.

Para la simulación y posterior obtención de las deformaciones(Equivalent Elastic Strain) en los puntos críticos de los compo-nentes de la grúa, se usaron los valores de las cargas y momentosaplicados en los puntos A, B, E y F, indicados en las tablas 2 y 3.

Fig. 22. Deformación (Equivalent Elastic Strain) en la sección superiorde la grúa al cargarla con una masa de 200 kg.




3. Resultados

El planteamiento teórico se realizó analizando todos los ele-mentos de la grúa bajo esfuerzos de flexión (tensión en suparte superior y compresión en su parte inferior):

σ = Mc/Idonde

M = Fd

M, momento de flexión generado; F, carga aplicada; d: brazode palanca (para este caso se trata de la mitad de la longitud

25

propia de cada elemento); c : distan-cia con respecto del centro de la fi-bra más alejada (para este caso setrata de la mitad de la dimensión delancho de cada elemento); I: segun-do momento de inercia de la seccióntransversal en cuestión: PTR 1.5¨ x1.5¨ y t = 3.18 mm.

En la Tabla 4 se muestran los datosutilizados para determinar la defor-mación unitaria teórica (ε teórica).

3.1. Comparación de resultadosteóricos, experimentalesy numéricos

Enseguida se muestran imágenes endonde se indica la deformación uni-taria en puntos críticos de la seccióninferior de la grúa con pesos de 100y 200 kg, respectivamente.

Ahora, para el caso de la deforma-ción unitaria en puntos críticos de lasección superior de la grúa (grúamóvil) ante un peso de 200 kg, tene-mos la siguiente imagen.

En la tabla que se muestra a continua-ción (Tabla 7), la lectura de la deforma-ción unitaria obtenida mediante la si-mulación numérica (ε numérica) y ladeformación unitaria obtenida median-te el uso de la técnica experimental degalgas extensométricas (ε galga).

Tabla 4. Cálculo de la deformación unitaria teórica (ε teórica).

Se observa que tomando como valores de referencia las ε teó-ricas, el porcentaje de error de las ε numéricas es mucho menorque el que se presenta en las ε galgas, teniendo en promedio3.3% y 49.7%, respectivamente. Esto se puede deber a que adiferencia de una simulación numérica, las mediciones hechascon las galgas presentan dificultad en el control de losparámetros que influyen en la prueba, tales como:- Humedad- Temperatura- Calibración de los instrumentos de medición- Precisión en la preparación de las superficies, pegado y sol-

dado de galgas

Núm. degalga

1

1A

2

2A

5

6

7

8

A

B

C

D

E

F

G

H

I

J

ε teóricam0

8.484E-050.0001197

00.00010920.0001817

08.589E-050.0001176

00.00011450.0001754

01.838E-055.954E-05

00.103E053.276E-05

00.00098490.0019635

00.00097550.0019425

0---

6.111E-050

---6.479E-05

0---

4.265E-050

---8.015E-05

0---

0.0020970

---0.000238

0---

0.00071370

---0.0007297

0---

0.0007130

---0.0007202

σ flexiónPa0

1696800023940000

02184000036330000

01717800023520000

02289000035070000

0367500011907000

022050006552000

01969800039270000

019509000388500000

0---

122228400

---12858260

0---

85302000

---16029720

0---

419370000

---47604900

0---

1427492500

---145934250

0---

1426071500

---144033050

MNm

046.316850465.3480315

059.61574899.1685039

046.890078764.2015748

062.481889895.7291339

010.031496132.5020472

06.0188976417.8847244

0537.6881891071.93701

0532.5291341060.47244

0---

33.36418270

---35.3716283

0---

23.28453540

---43.7556661

0---

114.4737010

---129.945134

0---

194.9367580

---199.286158

0---

194.7427080

---196.689901

Fkgf0

1002000

1002000

1002000

1002000

1002000

1002000

1002000

1002000

1002000

1002000

1002000

1002000

1002000

1002000

1002000

1002000

1002000

100200

FN0

9811962

09811962

09811962

09811962

09811962

09811962

09811962

09811962

09811962

09811962

09811962

09811962

09811962

09811962

09811962

09811962

09811962

09811962

F realkgf0

33.72447.581

043.40772.207

034.14246.746

045.49469.702

07.304123.665

04.382513.022

0391.5780.5

0387.75772.15

0---

24.2930

---25.755

0---

16.9540

---31.859

0---

83.3510

---94.616

0---

141.940

---145.10

0---

141.800

---143.21

F realN0

330.83466.77

0425.83708.35

0334.93458.58

0446.3683.73

071.654232.16

042.992127.75

03840.67656.7

03803.87574.8

0---

238.320

---252.65

0---

166.320

---312.54

0---

817.670

---928.18

0---

1392.40

---1423.5

0---

13910

---1404.9

dm

0.140.140.140.140.140.140.140.140.140.140.140.140.140.140.140.140.140.140.140.140.140.140.140.140.140.140.140.140.140.140.140.140.140.140.140.140.140.140.140.140.140.140.140.140.140.140.140.140.140.140.140.140.140.14

cm

0.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.01910.0191

Im 4

5.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-085.2E-08

EPa

2.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+112.1E+11




26

Fig. 24. Deformación unitaria de la plataforma ante una carga de 100 kg.

Fig. 25. Deformación unitaria de la plataforma ante una carga de 200 kg.

Fig. 26. Deformación unitaria de la grúa móvil ante una carga de 200 kg.

GALGA

11a22a5678

100 kg

8.08E-05

1.04E-04

8.18E-05

1.09E-04

1.75E-05

1.05E-05

9.38E-04

9.29E-04

Tabla 5. Datos de deformaciones obtenidos mediante simulación a 100 y200 kg en la sección inferior de la grúa.

200 kg

1.14E-04

1.73E-04

1.12E-04

1.67E-04

5.67E-05

3.12E-05

1.87E-03

1.85E-03

GALGA

ABCDEFGHIJ

200 kg

5.820E-05

6.171E-05

4.062E-05

7.633E-05

1.997E-04

2.267E-04

5.827E-04

5.957E-04

5.821E-04

5.879E-04

Tabla 6. Datos de deformaciones obtenidos mediante simulación a200 kg en la sección superior de la grúa.

Tanto el análisis teórico y la simulación numérica se hicieronconsiderando condiciones ideales y controladas (iguales entodos los puntos).

4. Conclusiones

Durante la aplicación del método de medición de deforma-ción (extensometría), descrito en este trabajo, se presenta-ron diversas dificultades al tener realizar las mediciones enrepetidas ocasiones, es decir, hacer varias veces la prueba(carga y descarga de la grúa) ya que algunas galgas ofrecíanincoherentes con respecto a las calculadas. Una de las cau-sas podría ser la realización de las pruebas bajo un ambientede temperatura y humedad no controladas. Más allá de lasdificultades mencionadas, se concluye, con los datos de laspruebas experimentales aplicadas y las simulaciones numé-ricas hechas, que la grúa estructuralmente cumple con lonecesario para desempeñar sin problema su función de tras-ladar pesos no mayores a 200 kg.




27

Referencias

Tabla 7. Comparación de valores de deformaciones unitarias (ε).

Henenyi, M., Handbook of Experimental StressAnalysis, J. Wiley, USA, 1950, pp. 85-93.Bahena-Salgado, Y., Calidad de vida de los pacientescon paraplejia secundaria por lesión vertebraltraumática, Medigraphic ARTEMISA, México, 1998, pp.17-48.Hurtado, P., Incidencia y etiología de las lesionesvertebrales traumáticas en el Servicio de Cirugía de

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[3]

Columna del Hospital de Traumatología y OrtopediaLomas Verdes, Tesis de Posgrado, México, 2003, pp.26-65.Rudy, T., Psychosocial predictors of physicalperformance in disabled individuals with chronic pain,Clinical Journal of Pain, USA, 2003, pp. 18-30. Aguilar, B., Integración de la terapia ocupacionalen la fase aguda del lesionado medular, ColegioNacional de Educación Profesional Técnica, Tesisprofesional, México, 1994, pp. 41-62.

[4]

[5]

Núm. degalga

1

1A

2

2A

5

6

7

8

A

B

C

D

E

F

G

H

I

J

εteórica

00.000084840.0001197

00.00010920.00018165

00.000085890.0001176

00.000114450.00017536

00.0000183760.000059535

00.0000110260.00003276

00.00098490.0019635

00.00097550.0019425

0---

6.11142E-050

---6.47913E-05

0---

4.2651E-050

---8.01486E-05

0---

0.002096850

---0.000238026

0---

0.0007137460

---0.000729671

0---

0.0007130360

---0.000720165

εgalga

0.0000010.0000760.000163

00.0001580.000396

0-0.000112-0.0001720.0000010.0002880.000198

00.0000090.000012-0.000001-0.000004-0.000004-0.000001-0.000825-0.001674-0.0000010.0007960.001564

00.0000260.000058

00.0000260.000053

00.0000550.000115

0-0.000039-0.000078

00.0000880.000186

0-0.000189-0.0003860.0000010.0002660.000527

0-0.000256-0.00062

00.0003040.0005910.000001-0.000268-0.000499

εnumérica

00.00008080.000114

00.0001040.000173

00.00008180.000112

00.0001090.000167

00.00001750.0000567

00.00001050.0000312

00.0009380.00187

00.009290.00185

0---

5.8204E-050

---6.1706E-05

0---

0.000040620

---7.6332E-05

0---

0.00019970

---0.00022669

0---

0.000582650

---0.00059565

0---

0.000582070

---0.00058789

PROMEDIO

% errorgalga

010.4196133936.17376775

044.68864469118.0016515

0230.399348246.2585034

0161.6382712.9170231

051.0204081679.84378937

0136.2811791112.2100122

0183.7648492185.2559206

018.3966374619.48519949

0---

5.0957060720

---18.19889399

0---

169.63025490

---197.3192295

0---

11.29551470

---262.1681802

0---

26.164235540

---171.2649704

0---

17.114955320

---169.2896526

49.70919279

% errornumérica

04.7619047624.761904762

04.7619047624.761904762

04.7619047624.761904762

04.7619047624.761904762

04.7619047624.761904762

04.7619047624.761904762

04.7619047624.761904762

04.7619047624.761904762

0---

4.7619047620

---4.761904762

0---

4.7619047620

---4.761904762

0---

4.7619047620

---4.761904762

0---

18.367346940

---18.36734694

0---

18.367346940

---18.36734694

3.300579491

redalyc.análisis mecánico-estructural de una grúa auxiliar

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