analisis de pandeo con solidworks

7/23/2019 Analisis de Pandeo con SolidWorks

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Mariano Esparza Dávila.

Marco Abraham Olivares López.Carlos Armando López Flores.Kevin Sebastián Macas !áz"#ez.

Alan Alberto $#errero %ieto.

Vibraciones Mecánicas

Moisés

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En este documento se presenta el estudio y análisis de las piezas con alta probabilidadtener una deformación dadas por oscilaciones sometidas por el fuerzo al realizar sutrabajo, dados estos parámetros del el proyecto son 3 piezas las mas susceptibles arecibir o presentar una deformación.

N%'"D(CC)NSolidWorks es un software C! para modelado mecánico en 3!.Su primera "ersión fuelanzada al mercado en #$$% con el propósito de &acer la tecnolo'(a C! másaccesible.

El pro'rama permite modelar piezas y conjuntos y e)traer de ellos tanto planos t*cnicoscomo otro tipo de información necesaria para la producción.

SolidWorks es una solución de dise+o tridimensional completa ue inte'ra un 'rann-mero de funciones a"anzadas para facilitar el modelado de piezas, crear 'randesensamblajes, 'enerar planos y otras funcionalidades ue le permiten "alidar, 'estionar y

comunicar proyectos de forma rápida, precisa y fiable.Este software se caracteriza por su entorno intuiti"o y por disponer de &erramientas dedise+o fáciles de utilizar.

a caracter(stica ue dispone este pro'rama ue &ace ue sea una &erramientacompetiti"a, á'il y "ersátil es su capacidad de ser param*trico, "ariacional y asociati"o,además de usar las /unciones 0eom*tricas 1nteli'entes y emplear un 0estor de!ise+o 2/eatureana'er4 ue permite "isualizar, editar, eliminar y actualizar cualuier

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operación realizada en una pieza de forma bidireccional entre todos los documentosasociados.

a "ibraciones las poseen una 'ran cantidad de euipo y mauinaria, ue necesitenpara su funcionamiento de mo"imientos rotatorios au( se presentan las "ibración,prácticamente ine"itable 2pero controlable4 y es debida a desbalanceo de la masa delos componentes del sistema. Esto puede deberse a la falta de &omo'eneidad propiade todos los materiales usados en in'enier(a, as( como de defectos de manufacturanormalmente ine"itables dada la naturaleza propia de los procesos. a comprensióndel fenómeno de desbalanceo ayuda a la reducción y control de esta situación uenormalmente es indeseable, a menos ue se induzcan "ibraciones intencionalmentepara mejorar ciertos procesos, pero aun en estos casos se debe tener un control delmo"imiento "ibratorio, para un correcto dise+o mecánico ue permita una "ida -tiladecuada del euipo o máuina por producir.

MARCO TEORICO

as "ibraciones ecánicas es el estudio del mo"imiento repetiti"o de objetos relati"o aun marco estacionario de referencia o posición nominal usualmente la de euilibrio.

Este mo"imiento puede ser de manera re'ular y repetirse continuamente o bien demanera irre'ular o de naturaleza aleatoria. unue el t*rmino "ibración usualmenteimplica oscilación mecánica, condiciones similares pre"alen en otras áreas, tales comocircuitos el*ctricos alternantes, ondas electroma'n*tica y ac-stica. Sin embar'o, sólose tratará con "ibración de sistemas mecánicos a e)plicación del fenómeno de "ibraciones in"olucra el intercambio entre ener'(apotencial y ener'(a cin*tica. as "ibraciones inician cuando una masa 2inercia4 esdesplazada de su posición de euilibrio debido a una ener'(a impartida al sistema atra"*s de una fuente e)terna. 5na fuerza o momento restaurador jala a la masa a suposición de euilibrio.

6ómese por ejemplo el p*ndulo simple mostrado. El trabajo mecánico, realizado sobrela esfera al desplazarla de su posición de euilibrio, desarrolla ener'(a potencialCuando la esfera es soltada la fuerza de 'ra"edad la re'resa a su posición deeuilibrio, pero la ener'(a potencial se comienza a con"ertir en ener'(a cin*tica.Cuando la esfera pasa por la posición de euilibrio la ener'(a potencial es cero pero lainercia de la esfera la obli'a a continuar su mo"imiento. En ausencia de fuerzas noconser"ati"as 2rozamiento4 la transferencia de ener'(as es continua.

P'"#+!,AEl problema ue se presento fue el uerer obser"ar las fuerzas ue act-an en unsistema y las "ibraciones ue este 'enera para completar un estudio ue dará comoresultado todas estas caracter(sticas y tenerlas en cuenta a la &ora de la construccióndel proyecto todo esto se realizó con un software llamado Solidworks ya ue nos ofrece&erramientas para realizar estudios mecánicos mas a fondo ue otros pro'ramas y

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presenta una interfaz ami'able Solidworks es un pro'rama ue &asta &oy en d(a &asido una de las mejores en este entorno de simulación.Se esco'ió una mesa ue se desplaza "erticalmente por medio de un pistón al ser unsistema en el cual interact-an fuerzas e)ternas y cambia su punto de euilibrio a otro,aparte el material del ue está &ec&o sabemos ue en este sistema e)isten "ibracionesy ue dependen tanto del material como de la estructura y de las fuerzas ueinteract-an en *l.

El análisis es muy complicado &acerlo en un ensamble ya ue al ser un softwaresabemos ue este simula y no es lo ue pasa en la "ida real ya ue nosotros fijamoslas piezas con otros tornillos cla"os etc. y estos &acen jue'o a la &ora ue las fuerzasact-an. l &acer el análisis este crea una malla para representar todos los puntos yse'-n el material del ue está &ec&o esta tiene diferentes caracter(sticas a la &ora deaplicar una fuerza la maya se deforma simulando ser la pieza real

D!A''"++"

7uestro sistema en el cual se basa nuestro análisis es una mesa ue desplazamiento"ertical.

Fig.1.- Mesa de movimiento vertical.

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a mesa tiene tres piezas mas propensa a tener una deformacion dada a las fuerzasue se le aplica las cuales son las si'uientes.

Fig.2.- Pieza uno seleccionada de la mesa, sometida a presión por el pistón.

Fig.3.- Piezados seleccionado de

la mesa, sometida atorque.


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Fig.4.- Pieza tres seleccionada de la mesa, sometida a presión por el pistón.

Fig.5.- entana para seleccionar a!rir carpeta.

Se abre en solidwork para "er la mesa completa y seleccionar pieza por pieza para

&acer el estudio por separado de las tres piezas ue se seleccionaron, se de clickderec&o y se selección abrir carpeta.

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Fig.".- entana con la mesa # opciones.

Fig.$.-entana con la pieza seleccionada.


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Se abre una "entana con la pieza seleccionada para realizar el estudio, se da click en elasesor de estudio.

Fig.%.- &a ventana demuestra las opciones en el estudio.

'e selecciona el an(lisis de estudio para poder proceder poner las )uerzas # tipo de material que

con)orma nuestra pieza.

Fig.*.- entana mostrando los tipos de an(lisis del lado izquierdo.


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+n esta parte se de!e seleccionar an(lisis din(mico lineal.

Fig.1.- &a ventana demuestra con )lecas ca)s la parte de la )i/ación.

En el pro'rama aparecen las opciones sujeción y se selecciona la cara donde la piezaestará empotrada o unida a otra pieza

Fig.11.- entana que demuestra las opciones de )uerzas a las que son sometidas la pieza.

En esta "ente se tiene ue seleccionar la parte donde dice car'as e)ternar yseleccionar el tipo de fuerza en esta caso será solo fuerza.


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Fig.12.- +n esta )igura se muestra las opciones de )uerzas.

En la pieza a&ora se tiene ue seleccionar donde la fuerza será aplicada utilizando losejes ), y, 8 z. Se selecciona 9Car'a:asa remota;.

Fig.13.- +n esta )igura se muestra en mm la distancia que se le da a los e/es 0, # z.

En la parte izuierda se muestra los ejes y un espacio donde se puede introducir ladistancia en ue la fuerza será aplica en la pieza.


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Fig.15.- +n esta )igura se demuestra la pestaa e/ecutar.

<ara ue el software nos ayude a realizar el análisis damos click en la pesta+a ejecutary automáticamente nos 'enera un documento en Word.

7os realizara una tabla ue "iene con especificación de numero de modos, frecuencia,dirección =, dirección > 8 dirección ?, la cual nos ayuda a tener en cuenta lasdeformaciones de nuestra pieza al ser sometida a presión y diferentes frecuencias.


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Fig.14.- +n esta )igura se demuestra la distri!ución de la )uerza.



Fig.1".- a!la de participación de masa.

+ste procedimiento mostrado anteriormente es el que se realiza para las tres piezas antes mencionadas

Figuras 3 # 4.

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Fig.1$.- 6esultado de la de)le0ión en la pieza1.

El resultado obtenido 'racias al pro'rama muestra como la pieza # es deformada a laspresiones ue ejerce el peso aplicado a la mesa.

Fig.1%.- 6esultado de la de)le0ión en la pieza 2.

El resultado obtenido 'racias al pro'rama muestra como la pieza @ es deformada a laspresiones ue ejerce el peso aplicado a la mesa.

Fig.1*.- 6esultado de la de)le0ión en la pieza 3.

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El resultado obtenido 'racias al pro'rama muestra como la pieza 3 es deformada a laspresiones ue ejerce el peso aplicado a la mesa.

C"NC+("N

!ado a los resultados obtenidos en el análisis se da por entendido ue nuestro sistemapuede funcionar sin problemas acotándolo a nuestras necesidades y dado a nuestraespecificaciones para lo ue será usado, las imá'enes ue se muestran con lasdefle)iones están al'o e)a'eradas para poder tener una idea más real de lo ue a lapieza le puede pasar, el software solidwork es una &erramienta bastante -til ya ueantes de &acer nuestro dise+o en f(sico podemos 'enerar un tabla de lasespecificaciones donde nuestro sistema puede fallar dado a las frecuencias ue estepuede mostrar fati'a o defle)ión, de esta manera uno puede poner ad"ertencia ylimitantes de la mauina o &erramienta a la ue se le somete a un estudio.

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