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Descripcion de las cargas dinamicas aplicadas al diseño de elementos mecanicos
Tipo: Apuntes
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Tepexi de Rodríguez, Puebla, México. 27 de ABRIL de 20 20
Cargas Dinámicas DISEÑO MECANICO 1 INGENIERÍA MECÁNICA INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE TEPEXI DE RODRÍGUEZ 1
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El desarrollo de maquinas y estructuras en diferente sectores de la industria a lo largo del tiempo han sido cada vez de mayor exigencia, ya que a través de las herramientas que nos ofrece la tecnología en la actualidad, podemos realizar un análisis mas profundo en cuanto a las condiciones de trabajo y dependiendo del trabajo a realizar. El análisis estático y dinámico de cada equipo es muy importante ya que en esta etapa de diseño es en donde podemos predecir como se comportara el material cuando se someta a diferentes condiciones, ya sean de esfuerzos aplicados, tiempo de trabajo, condiciones climáticas entre otras. A través de los métodos existentes para determinar el coeficiente de cargas dinámicas podemos hallar estos datos que necesitamos, en el área de diseño, nos encontramos con diferentes métodos para este análisis, cada uno de ellos aplicado a cada caso especifico y de acuerdo a las condiciones que se nos presentan, podremos elegir el que mas nos convenga, tal es el caso del Método de elementos finitos (MEF) el cual en general, es el mas utilizado en el área ya que debido a su poco margen de error que presenta y más efectivo a comparación de otros métodos. El MEF es un método por el cual nosotros podemos evaluar una pieza aplicando movimiento y cargas definidas, este tipo de pruebas nos darán una claridad y visualización en los datos que nosotros deseamos saber, con la ayuda de un software de simulación, que en este caso puede ser alguno que nos brinde las herramientas para el análisis, como gráficas, vistas isométricas, mallado etc. Lograremos apreciar los datos como son, el esfuerzo al que esta sometido el material o probeta, la deformación que presenta, presiones (Si así lo requiere el caso) tensiones en general. Al realizar este análisis detallado podremos apreciar cada detalle que necesitamos saber, tal como la resistencia y si nuestro material elegido es el adecuado o en su caso, poder modificarlos y así reducir costos y perdidas.
Cargas Dinámicas DISEÑO MECANICO 1 INGENIERÍA MECÁNICA INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE TEPEXI DE RODRÍGUEZ 4 A diferencia del MEF, existen otros métodos que no son menos importantes pero que aplicados a los casos reales, nos dan buenos resultados pero no muy precisos como lo requerimos. El método analítico que es el tradicionalmente usado, es un método que nos ofrece el desarrollo de los cálculos basados en formulas científicamente justificadas, a través de este método podemos realizar cálculos un poco limitados a esfuerzos definido, en general aplicados estáticamente para poder obtener resultados mas exactos ya que de lo contrario desarrollar cargas dinámicas sería muy complejo. Uno de los factores a considerar en los equipos y por lo que comúnmente suelen fallar es debido al esfuerzo por fatiga, es decir, fallas que se producen por el largo tiempo de trabajo, cargas mal aplicadas, diseño defectuoso, que pueden llegar a producir grietas en el material a tal grado que si el uso es continuo y no se detecta a tiempo pueden llegar a producir, fracturas del componente mecánico. Este tipo de fallas pueden detectarse en pruebas físicas a través de probetas y realizando los cálculos por medio del Método analítico tradicional. Los ejes, resortes, levas o engranes son normalmente los elementos mecánicos que comúnmente suelen fallar en un equipo. Dentro de estos, los engranes son un amplio campo de estudio el cual se puede realizar mediante métodos establecidos en la norma ISO6336-1, la cual nos habla de 5 metodologías para el cálculo de coeficientes de cargas dinámicas denotadas como A,B,C,D,E. Cada una de ellas diferenciada por la complejidad que presenta y los factores considerados, dentro de los 5 métodos mencionados en la norma podemos resaltar que de acuerdo a una comparación general tomando en cuenta los datos que el método D Y E, son los que nos ofrecen mayor precisión en los cálculos. Estos métodos nos son útiles pero con la inconveniencia de ser muy laboriosos y extensos, siendo una tarea difícil y poco recomendada debido a la perdida de tiempo y recursos. Por lo tanto optamos por algún método mas sencillo y efectivo.
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En la actualidad y con las herramientas que nos proporciona el desarrollo tecnológico es posible realizar cálculos complejos simulando las condiciones reales de trabajo, por ende, lograremos mayor efectividad en nuestros equipos, economizando en futuras fallas y reparaciones que bien, podríamos evitarlas realizando este tipo de estudios. Otra de las ventajas de estas herramientas es que así como podemos utilizar métodos analíticos tradicionales que no son menos importantes pero si, menos efectivos debido al tiempo y precisión que se necesita al realizarlos, podremos comprobarlos mediante las herramientas software. El diseñar, desarrollar y llevar acabo un proceso mecánico, requiere de conocimiento pero de igual manera, el saber aprovechar las herramientas dándoles el uso adecuado hace que los procesos sean mucho más fáciles, reduciendo perdidas de recursos económicos y tiempo, lo cual en la actualidad son puntos clave para el buen funcionamiento tanto personal como el de un equipo o empresa.
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