Solid Works Superficie 1

SolidWorks Nivel II InfoUni

CENTRO DE LA MANUFACTURA AVANZADA

DIEGO VANEGAS

1. SUPERFICIES

OBJETIVOS

Tras completar el capitulo, será capaz de:

- Usar superficies para construir partes de geometría compleja.

- Usar croquis 3D para definir límites de superficies.

- Construir sólidos a partir de superficies.

1.1 Introducción a superficies

Las superficies son un tipo de geometría sin espesor que se puede usar para:

- Crear sólidos que tengan superficies como límites.

- Partir sólidos con superficies de corte.

- Construir nuevas superficies.

Muchas veces se emplean sólidos de modo casi exclusivo para realizar el modelamiento de piezas, sin

embargo en ocasiones es necesario el uso de superficies para realizar partes complejas, tarea que sería

más difícil con sólidos. Las superficies tienen la ventaja de que al no contener espesor, no es necesario

preocuparse por el volumen de la pieza, permitiendo concentrarse inicialmente sólo en la forma externa.

Sumado a ello las superficies se pueden usar para partir sólidos y así tener diversas partes derivadas de una

parte principal, como si se tratara de un rompecabezas. Esto es usado en los ensambles de plásticos como

por ejemplo la carcasa de un equipo o de un mouse.

Es posible darle un volumen o espesor a las superficies y convertirlas en sólidos, pues así se pueden extraer

propiedades físicas como masa o centro de gravedad. También se pueden convertir superficies que formen

un volumen cerrado en un sólido. También se puede convertir caras de sólidos en superficies.

Usualmente las herramientas de superficies no están disponibles inicialmente en SolidWorks, así que

es necesario visualizar su barra de herramientas. Ello se hace por medio del menú Ver / Barras de

Herramientas / Superficies. Los comandos de superficies también están disponibles en el menú Insertar /

Superficie.



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Para activar la barra Superficies, haga clic derecho en cualquier nombre de pestaña y active

Superficie.

Para la generación de superficies complejas a menudo es necesario el uso de splines, las cuales son curvas

polinomiales, que se definen por sus puntos pasantes y en ocasiones también por la información de

tangencia en aquellos puntos. Estas splines pueden ser 2D o

3D dependiendo de si sus puntos pasantes están todos en un plano o no. Se comenzará

con el uso de splines 2D, 3D y luego superficies.

1.2 Splines 2D

EJEMPLO 1

1. Nueva pieza. Cree una nueva pieza, y en el plano Alzado cree un croquis. Use el comando Spline

de la barra croquis. El comando solicita los puntos pasantes que se obtienen al hacer clic en la

pantalla.



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Para salir de Spline presione la tecla Esc.

Luego se pueden acotar y/o añadir relaciones a los puntos pasantes:



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2. Añadir tangencia. Aun cuando el croquis está completamente definido se puede alterar la geometría de

la spline añadiendo información de tangencia en cualquiera de sus puntos pasantes. Para ello

croquice las líneas constructivas:

Agregue las relaciones Tangente entre las líneas constructivas y la spline.

1.3 Extruir Superficie

3. Superficie extruida. Use el comando Extruir superficie de la barra Superficie y extruya

30mm hacia adelante.



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4. Guarde su pieza.

1.4 Splines 3D

EJEMPLO 2

1. Spline 3D. Se encuentran en los croquis 3D. Los croquis 3D se usan para dibujar entidades que no

están necesariamente en un plano, sino en cualquier parte o punto del espacio. Se pueden croquizar

líneas, líneas constructivas, arcos, splines en 3D. Estas herramientas están en la barra croquis / Croquis

3D.

En este ejemplo se creará una Spline 3D como trayecto para un barrido:

Cree un croquis 3D y dibuje una línea como se indica, aparece un puntero con el nombre del plano

en el cual se va a croquizar:



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Dibuje la siguiente línea, para cambiar de plano pulse la tecla Tab antes de dibujar la siguiente línea:



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Acote como se indica:

Ahora dibuje una spline que pase por los puntos indicados:



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2. Perfil. Cierre el croquis 3D y cree un croquis 2D (o simplemente croquis) en el plano

Planta, dibujando el círculo indicado:

3. Barrido. Ahora cierre el croquis y use el comando Barrer superficie para crear un barrido con el

círculo como Perfil y la spline3D como Trayecto:



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Comandos de Superficies

Exploraremos los comandos de superficies mediante ejemplos.

EJEMPLO 3

1.5 Revolución de superficie

1. Croquis base. Croquice en el plano Alzado.



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2. Revolución. Se puede crear una superficie de revolución alrededor de un eje, el cual puede ser una

línea constructiva. Use el comando Revolución de superficie seleccionando la línea constructiva

horizontal como eje de revolución.



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EJEMPLO 4

1.6 Recubrir Superficie

3. Croquice lo siguiente en el plano de planta:



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Y esto en el plano Vista Lateral:



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Ahora use el comando Recubrir Superficie para unir ambos perfiles mediante una superficie:

Observe la forma que adquiere la superficie cerca de los perfiles, se puede indicar a SolidWorks que la

superficie sea normal a los perfiles seleccionando la opción Normal al perfil en Restricciones Inicial / Final.

La restricción Inicial se refiere al primer croquis seleccionado y la final al último:



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1.7 Simetría de Superficies

4. Use el comando Simetría de la barra Operaciones. Use el plano Vista Lateral como plano de simetría

y seleccione la superficie dentro del cuadro Sólidos para hacer simetría.



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5. Genere otra simetría. Use el comando Simetría, seleccione el plano Planta como plano de simetría y las

superficies dentro del cuadro Sólidos para hacer simetría.



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1.8 Coser superficie

6. Coser superficie. Este comando une las superficies para crear una sola superficie o opcionalmente un

sólido en caso de que las superficies formen un volumen cerrado. Seleccione el comando Coser

superficie, seleccione todas las superficies y la opción Probar a formar el sólido para crear un sólido a

partir de las superficies.



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1.9 Agregar Texto

7. Texto en planta. Cree un croquis en el plano de planta. Croquice lo siguiente

Use el comando Texto y escriba un texto



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Seleccione la línea constructiva vertical como Curva guía. De ser necesario active los botones Activar

horizontal o vertical.



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Desactive el cuadro Utilizar fuente del documento, de clic en el botón Fuente y de un tamaño de 48

Puntos. Acepte el comando.

8. Cortar extruir. Use el comando Extruir corte con equidistancia de 22, corte por todo hacia arriba. Salve

la pieza.



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EJEMPLO 5

1. Plano paralelo a Alzado. Cree un plano paralelo a Alzado, a 50mm adelante.

2. Curva Guía1. Croquice lo siguiente en Alzado.

3. Curva Guía2. Croquice lo siguiente en Plano1



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4. Perfil1. Croquice lo siguiente en Vista lateral. (spline de 2 puntos)

5. Perfil2. Croquice lo siguiente en Planta. (spline de 2 puntos)



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6. Recubrir. Use el comando Recubrir superficie usando el perfil 1 y 2 como perfiles y las curvas guía 1

y 2 como curvas guía. En restricciones inicial/final use Normal al perfil.

7. Simetrías. Haga simetrías para obtener:



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8. Croquis para recortar. Croquice esto en Planta:

1.10 Recortar superficie

9. Recortar con croquis. Use el comando Recortar superficie, active Eliminar selecciones y seleccione

las caras del agujero superior



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10. Coser superficie. Use el comando Coser superficie, seleccione las cuatro superficies.

1.11 Dar espesor



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11. Dar espesor. Use el comando Dar espesor, seleccione la superficie, de un espesor de 2mm hacia

adentro. Guarde la pieza.

EJEMPLO 6

1.12 Superficie plana

1. Se puede crear una superficie plana a partir de croquis o aristas. Croquice esto en el

Plano Planta



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2. Superficie Plana. Use el comando Superficie Plana

1.13 Recortar superficie

3. Se usa este comando para cortar superficies teniendo como herramientas de corte otras superficies. En

base al ejemplo anterior extruya una superficie como se muestra:



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Observe que se ha creado una nueva superficie que aparece en el Feature Manger dentro de la carpeta

Conjuntos de superficies.

Ahora usaremos el comando Recortar superficie para agujerear la superficie plana, haga clic sobre el comando,

y escoja:

Tipo de Recorte: Simultáneo. Esto es para cortar con todas las superficies seleccionadas:

En Superficies: escoja las dos superficies

Active la opción eliminar selecciones, active el rectángulo rosado de selección y seleccione la base del cilindro,

como se muestra:



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El resultado debería ser éste:

1.14 Coser superficie

Coser superficie se usa para unir entre sí dos ó más superficies para formar una superficie única. Esto se usa

porque en ocasiones así es requerido por algunos comandos como el comando Redondeo.

Antes de usar el comando Coser superficie, intente usar el comando Redondeo en la arista indicada:



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No es posible seleccionarla, pues es el límite entre dos superficies. Es necesario coser ambas superficies

antes de hacer un redondeo. Para ello vaya al comando Coser superficie y seleccione ambas superficies:

La opción Probar formar el sólido sirve para crear un sólido en caso de que las superficies formen un contorno

cerrado. En este caso no es así, acepte la operación y observe que en la carpeta de superficies aparece una sola

superficie con el nombre “Superficie-Coser1”.

Ahora proceda a hacer el redondeo en la arista indicada:



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1.15 Rellenar superficie

Sirve para crear una superficie que rellena aristas, croquis o curvas, es parecido al comando, superficie plana,

con la diferencia que Rellenar superficie puede crear superficies curvas. En el ejemplo anterior, seleccione la

arista redonda indicada para tapar la parte superior de la superficie, active la opción Fusionar resultado para

unir la nueva superficie de relleno con la anterior.



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1.16 Equidistanciar superficie

Con este comando se pueden crear superficies paralelas a otras superficies o caras de sólidos,

seleccione todas las caras y cree una superficie paralela a 5mm al interior.



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2. PIEZAS MULTICUERPO

OBJETIVOS

Tras completar el capitulo, será capaz de:

- Usar sólidos como partes integrantes de una pieza.

- Usar superficies de corte en sólidos.

- Formular un concepto de diseño que incluya varios sólidos.

Las piezas multicuerpo son aquellas que contienen más de un sólido en un documento de pieza. Esto es

diferente de un ensamblaje en el que se usan varias piezas dentro de un archivo, en una pieza

multicuerpo se tienen 2 ó más sólidos dentro de la pieza.

Tener la pieza separada en sólidos es útil en casos en que se desea obtener:

- Piezas derivadas de una única pieza donde se mantiene el concepto de forma inicial, por ejemplo se puede

diseñar una pieza de plástico o un mueble formado por varios sólidos.

- Sólidos listos para hacer operaciones de matriz, los sólidos se comportan como si fueran elementos

independientes.

EJEMPLO 7

1. Abrir pieza. Esto se verá con la ayuda de un ejemplo. Para ello abra el archivo mouse_croquis.SLDPRT de la

carpeta Sesion1 de los archivos entregados en clase. Este archivo contiene varios croquis para la

realización de un Mouse:



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Explore los croquis, están hechos con líneas, arcos, elipses y splines, observe la forma en que se han

dispuesto.

2. Recubrir Superficie. Ahora usaremos el comando Recubrir Superficie para crear la carcasa del Mouse,

seleccione los croquis Cima y Base como perfiles, asegúrese que los círculos verdes que aparecen en los

extremos de los croquis coincidan, de no ser así arrastre cualquiera hasta la posición del otro.



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Añada restricciones en la parte Restricciones inicial/final. El primer croquis seleccionado se

corresponde con la restricción inicial y el último con la final. Las restricciones sirven para indicar la

tangencia al inicio y al final de la superficie a crear. En este caso usaremos la restricción Normal al

perfil para el croquis Cima, de ese modo la superficie será plana arriba. En la restricción

correspondiente al croquis Base dejar en ningún, SolidWorks creará la superficie sin restringir la

tangencia allí. La flecha rosada debe apuntar al interior de la superficie, no interesa si aparece

adelante o atrás en el Mouse.

Añada también curvas guía, con los croquis Lateral y Adelante, de ese modo se creará una

superficie que pasa por esas curvas, modificándose el aspecto general de la superficie como se verá.

Observe como la superficie ha tomado la forma de las curvas guía en sus partes intermedias:



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3. Simetría. Ahora cree una Simetría de la superficie teniendo como plano de simetría el plano Vista Lateral



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4. Ocultar croquis. Oculte los croquis para poder seleccionar las aristas en el siguiente comando

5. Superficie plana. Use una Superficie plana para tapar la parte hueca:



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6. Coser superficie. Cosa todas las superficies, active la opción Probar formar sólido para crear un sólido:

Observe en el FeatureManager que ya no hay superficies, solamente un sólido. Ahora haga un

Vaciado, con 1 mm de espesor de pared, no seleccione ninguna cara, así no se eliminará ninguna cara

de la pieza:



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En una vista de sección se aprecia el vaciado interno:

2.1 Partir sólidos

7. Partir sólidos. Con los croquis de la pieza vamos a partir el Mouse. Vaya al menú Insertar /

Operaciones / Partir. Seleccione las cuatro superficies y haga clic en el botón Cortar pieza. Se deben

haber generado 3 sólidos, active todos los check que están en la lista de sólidos resultantes. Acepte la

operación:



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8. Partir. Use nuevamente Partir, seleccione los croquis ParaRueda y AgujeroRueda. De clic en Cortar pieza,

de un check a los sólidos resultantes y acepte la operación.



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9. Aislar sólidos. De clic derecho a la cara de cualquier botón del mouse, de clic en Solido

/ Aislar.



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10. Partir sólidos. Parta estos botones usando como croquis de partir el croquis

CortarBotones. Debe obtener en total 8 sólidos. Al terminar de clic en salir de aislar.



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2.2 Eliminar sólidos

11. Eliminar sólidos. Vamos a eliminar el sólido que está en el agujero de la rueda, vaya al menú Insertar /

Operaciones / Eliminar sólido…. Seleccione el sólido indicado y acepte la operación. Eliminar es

diferente a Ocultar sólido, pues luego de ocultar se puede mostrar el sólido en cualquier momento,

mientras que eliminándolo el sólido ya no está en la pieza.

12. Cortar tapa. Ahora se cortará la tapa inferior al Mouse, vamos a crear otra superficie de corte, para ello

muestre una Vista de sección para ver el interior de la pieza:



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Seleccione la cara indicada en la figura anterior y cree un nuevo croquis allí. Seleccione las 4

aristas indicadas en la siguiente figura y vaya al comando Convertir en la barra de croquis:

Al seleccionar esa cara Convertir proyecta las aristas de la cara seleccionada en nuestro croquis,

debe obtener un contorno cerrado.

Con este croquis haga una superficie extruida hacia abajo para usarla como superficie de

corte:



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Parta la pieza de modo similar al caso anterior, manteniendo todos los sólidos visibles, debe

obtener 9 sólidos, observe que en la parte inferior ya se puede separar la carcasa superior de la pieza

de la tapa inferior:

Oculte la superficie y salga de Vista de sección:



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2.3 Combinar sólidos.

13. Combinar sólidos. La parte inferior de la pieza tiene 2 sólidos, vamos a combinarlos en uno solo, para

ello vaya al menú Insertar / Operaciones / Combinar y seleccione los sólidos indicados:

La opción Agregar unirá los sólidos si es posible. Eliminar los quita de la lista de sólidos y Común

produce la intersección de sólidos. Escoja Agregar y acepte la operación:



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14. Crear rueda. Ahora se va a crear la rueda, extruya como sólido (usando el comando Extruir de

Operaciones), con 4mm de espesor usando la opción Plano medio y desactivando la opción

Fusionar resultado, para generar un sólido independiente y para prever que se una al Mouse:

15. Redondear rueda. Se va a redondear la rueda. Vaya al comando Redondeo y seleccione la

opción Redondeo completo, este tipo de redondeo tiene la ventaja de que no necesita de radio de

redondeo, seleccione una cara plana de la rueda como Conjunto lateral de caras 1, la cara

cilíndrica como Conjunto central de caras y la otra cara plana como Conjunto lateral de caras 2.



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Debe obtener la rueda redondeada:



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16. Finalizar. Para acabar haga visible todos los sólidos, oculte las superficies y añada colores a los

sólidos, agregue algunos redondeos (consulte la pieza terminada para detalles):



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Con esto la chapa desplegada debería lucir así:

4.15 Estableciendo la chapa lista para el corte

Para cortar la chapa muchas veces es necesario entregar nuestro dibujo a un proveedor externo a fin de

que haga el corte, es frecuente que se use el formato dwg de AutoCAD para intercambiar archivos, pues

este formato es de amplio uso. Vamos a exportar nuestra pieza a ese formato.

1. Crear dibujo. Cree un nuevo dibujo y en Formato / Tamaño de hoja escoja tamaño de hoja

personalizado, así tendremos una hoja sin ningún membrete, lo cual es adecuado si el corte será

automatizado y sólo necesitamos entregar la geometría del modelo y nada más. En Anchura y Altura

escriba valores adecuados para que la hoja contenga la chapa desplegada:



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2. En la Vista de dibujo que obtiene busque Chapa desplegada en Más vistas y coloque la pieza en la hoja:

En escala asegúrese que la escala sea 1:1, si no es así escoja Escala personalizada, 1:1.

Acepte la operación. La escala siempre debe estar en 1:1, de otra manera estaríamos cortando una

pieza más grande o más pequeña. Ahora vamos a exportar el dibujo en formato dwg. Para ello vaya

al menú Archivo / Guardar como y en Tipo escoja Dwg(.dwg). Asigne un nombre y guarde el

documento.



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La pieza desplegada en AutoCAD:



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EJERCICIOS SOLIDWORKS AVANZADO SUPERFICIES

Dibuje las superficies y compruebe calculando el área superficial (pestaña Calcular / Medir, seleccionar todas las caras)

1. Área total: 22241.49 milímetros^2


Perfil en Vista lateral.

Trayecto en Alzado



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3. Área: 9442.18 milímetros^2 Perfil 1

Perfil 2 (en plano paralelo a 80mm)



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Perfil 1

Perfil 2 en Plano paralelo a 120mm



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Curva Guía



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5. Área total: 14910.79 milímetros^2 (antes de dar espesor)

6. Área total: 9372.34 milímetros^2 (antes de dar espesor)



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1.

2.

CHAPA METALICA Obtenga las siguientes piezas en chapa de 1/16”, r = 1/16”.

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3.

4.

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5.

6.

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7.

8.

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USO DE COSMOS/WORKS PARA ANÁLISIS LINEALES

1. Dibuje la siguiente llave, realice una análisis en CosmosWorks con los siguientes datos:

a. Carga Vertical hacia abajo: 100N b. Material: Steel / AISI 304 c. Apoyos fijos indicados

Halle el esfuerzo máximo de Von Misses y el desplazamiento máximo.

2. La siguiente tubería se apoya en su extremo inferior, mientras que en el extremo superior se ubica una fuerza de magnitud 200, 150, -300 N. El material es Steel / AISI 1020. Hallar el máximo esfuerzo de Von Misses, así como la deformación máxima. Use el sistema de referencia indicado.

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3. En la siguiente pieza (ver medidas en el ejercicio 4 de chapa metálica) se aplica una fuerza de 100N, con los apoyos fijos indicados, el material es Steel / AISI 304, evaluar si el diseño es seguro con Factor de seguridad N = 10.

4. la siguiente viga está apoyada en sus extremos, encuentre la máxima deflexión: El material es acero (E =

30e6 lb / in^2) P = 300lb a = 8” L = 12” Espesor y profundidad de la viga = 0.75”.

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5. En el siguiente eje, se aplica un torque, indicado, el material es acero AISI 1020, encuentre la máxima deformación y esfuerzo de VonMisses y si el diseño es seguro con N = 4.

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BIBLIOGRAFIA

- Manual de SolidWorks 2005 Infouni.

- Manual de ayuda en línea de SolidWorks.

Documents

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