Introducción a los Elementos Finitoscon Ansys Workbench (Sesión 4)

Elmer Bazán Córdova

January 24, 2015

1 CONECTORES DE TORNILLO (BOLTS)

Ejemplo 1. Dado el ensamble mostrado en la Figura 1 [1]. El material de las piezas amarilla yceleste es acero AISI 1020. Considererar como carga axial de pretensión de los tornillos igual a 66.667KN. Utilizar una carga remota para introducir las fuerzas de 1100 N.

Figura 1: Configuración de los conectores tipo tornillo.

1

2 ANÁLISIS MODAL - ENSAMBLAJE

25.

4 1

2.7

127

38.

1

38.1 63.5

25.4

25.4 3x

12.2

127

419.1

bolt jointsPESO:

A4

HOJA 1 DE 1ESCALA:1:5

N.º DE DIBUJO

TÍTULO:

REVISIÓNNO CAMBIE LA ESCALA

MATERIAL:

FECHAFIRMANOMBRE

REBARBAR Y ROMPER ARISTAS VIVAS

ACABADO:SI NO SE INDICA LO CONTRARIO:LAS COTAS SE EXPRESAN EN MMACABADO SUPERFICIAL:TOLERANCIAS: LINEAL: ANGULAR:

CALID.

FABR.

APROB.

VERIF.

DIBUJ.

Figura 2: Dimensiones del ensamble

2 ANÁLISIS MODAL - ENSAMBLAJE

Ejemplo 2. Calcular los 6 primeros modos de vibración del ensamblaje mostrado en la Figura 3[4]. Considerar las superficies inferiores de los soportes como fijos.

110

R30

70

D

D

15

10

120

20

10

R10 R20

20

1

SECCIÓN D-DESCALA 1 : 1.5

rotor_ensamblajePESO:

A4

HOJA 1 DE 1ESCALA:1:5

N.º DE DIBUJO

TÍTULO:

REVISIÓNNO CAMBIE LA ESCALA

MATERIAL:

FECHAFIRMANOMBRE

REBARBAR Y ROMPER ARISTAS VIVAS

ACABADO:SI NO SE INDICA LO CONTRARIO:LAS COTAS SE EXPRESAN EN MMACABADO SUPERFICIAL:TOLERANCIAS: LINEAL: ANGULAR:

CALID.

FABR.

APROB.

VERIF.

DIBUJ.

Figura 3: Ensamblaje de un rotor.

2

3 OPTIMIZACIÓN - DESIGN XPLORER

3 OPTIMIZACIÓN - DESIGN XPLORER

Ejemplo 3. Minimizar la masa de la placa de la Figura 4 [3] considerando como carga una presiónde 50 MPa en las tres aristas. Considerar como restricciones: Dimensión 30 mm (límite inferior: 20mm y límite superior: 30 mm), radio de redondeo 10 mm (límite inferior: 5 mm y límite superior: 15mm) y tensión máxima de Von-Mises de 100 MPa.

40

30

300

R10

plato triangularPESO:

A4

HOJA 1 DE 1ESCALA:1:2

N.º DE DIBUJO

TÍTULO:

REVISIÓNNO CAMBIE LA ESCALA

MATERIAL:

FECHAFIRMANOMBRE

REBARBAR Y ROMPER ARISTAS VIVAS

ACABADO:SI NO SE INDICA LO CONTRARIO:LAS COTAS SE EXPRESAN EN MMACABADO SUPERFICIAL:TOLERANCIAS: LINEAL: ANGULAR:

CALID.

FABR.

APROB.

VERIF.

DIBUJ.

Figura 4: Plato triangular.

Ejemplo 4. Una fuerza de 22.25 KN é aplicado en la parte inferior del clindro de la Figura 5 [2].Minimizar el peso considerando las siguientes restricciones: altura (Pieza de color azul) debe estarentre los límites de 50 mm y 100 mm (inicial), corte inferior (pieza de color azul) entre los límites 100mm (inicial) y 250 mm y altura (Pieza de color celeste) entre los límites de 375 mm (inicial) y 150mm, el desplazamiento máximo no debe exceder 1 mm y una tensión máxima de Von-Mises de 150MPa.

3

3 OPTIMIZACIÓN - DESIGN XPLORER

R25

375 R76

356 100

102

R13

203

R76

13

100

148

660

25

102

7

6

254 305

25

127

229

508

324

25

187

76

PressPESO:

A4

HOJA 1 DE 1ESCALA:1:10

N.º DE DIBUJO

TÍTULO:

REVISIÓNNO CAMBIE LA ESCALA

MATERIAL:

FECHAFIRMANOMBRE

REBARBAR Y ROMPER ARISTAS VIVAS

ACABADO:SI NO SE INDICA LO CONTRARIO:LAS COTAS SE EXPRESAN EN MMACABADO SUPERFICIAL:TOLERANCIAS: LINEAL: ANGULAR:

CALID.

FABR.

APROB.

VERIF.

DIBUJ.

Figura 5: Frame.

4

REFERENCES

4 FATIGA

Ejemplo 5. El eje mostrado en la Figura 6 [5] está sometido a una carga vertical de 7 KN y untorque de 107 KN.m.

Figura 6: Dimensiones del eje.

References

[1] Dassault Systemes SolidWorks Corporation. Solidworks Simulation 2011. 2010.

[2] Dassault Systemes SolidWorks Corporation. SolidWorks Simulation Professional 2011. 2010.

[3] H. Huang. Finite Element Simulation with Ansys Workbench 12. SDC Publications, 2010.

[4] K. Lawrence. Ansys Workbench Tutorial. SDC Publications, 2006.

[5] J. Shigley. Projeto de Engenharia Mecânica. Bookman, 7 edition, 2005.

5