Práctica 7 "Modelado y simulación de equilibrio de un cuerpo rígido en el plano mediante SolidWorks Motion"

Objetivo:

                Analizar el modelo de un cuerpo rígido en el plano, mediante el ensamble de piezas, diseñadas en SolidWorks, como cuerpo rígido, con el fin de simular un estudio de movimiento, con SolidWorks Motion, y  obtener las fuerzas de reacción que posee dicho cuerpo rígido en el plano.

Material a emplear:

                1. Modelo mecánico tridimensional de cuerpos rígidos en el plano.

Material básico:

                a) Computadora con SolidWorks.

                b) Lápiz mediano, borrador para lápiz y calculadora.

                c) Block Scribe de hojas blancas papel bond de 58 grs./m2, 21.5 × 28 cms.

Conceptos teóricos requeridos:

Para esta práctica es indispensable que prepares los siguientes conceptos:

1. Reacciones en los apoyos. ¿Qué papel importante tienen dentro del equilibrio de cuerpos rígidos?
2. Fuerzas externas en un cuerpo rígido en el plano. ¿Cuáles son esas fuerzas?
3. Diagrama de cuerpo libre en el plano. ¿Por qué es importante mostrarlo dentro del estudio estático?
4. Ecuaciones de equilibrio en el plano. ¿Para qué sirven dentro del análisis de cuerpo rígido en el plano?

Te recomendamos que en casa estudies los capítulos de cualquier texto de “Estática” de la bibliografía del curso de teoría o de la bibliografía de referencia que tengan relación con los puntos mencionados. Estos conceptos te permitirán mejorar el desarrollo de la práctica, por lo que deberán tenerlos, ya que de no contar con ellos no se le permitirá la entrada a la práctica.

Desarrollo de la práctica:

Para esta práctica, efectúe lo siguiente:

1. Se muestra la figura del problema a resolver.

[pic 3]

1. Descargue la pieza correspondiente al modelo de la figura mostrada (Beer 4.3.SLDPTR).
2. Abra un nuevo ensamble.
3. En el árbol de diseño, donde aparece “Examinar ensamble”, dar click en “Examinar” y seleccione el archivo anteriormente descargado. Coloque la pieza en cualquier lugar. Aparecerá como una pieza fija, por lo que de click, con el botón derecho, en el nombre de la pieza y seleccione flotar, a fin de que la pieza pueda moverse manualmente. Considere la figura como referencia.

[pic 4]

1. Posteriormente, dar click en “Relación de posición” (flecha morada) y posteriormente en “Visibilidad de plano desactivada” seleccione desactivar el origen (flecha roja).

[pic 5]

1. Seleccione el origen del ensamble y el punto superior de pal barra, ambos señalados con las flechas. Estos datos aparecerán en el recuadro azul celeste. Seleccione como relación “Coincidente”. Dar click en aceptar.

[pic 6]

1. Con relación de posición, seleccione la cara posterior de la barra y el plano frontal. La relación a usar será coincidente. Click en aceptar.
2. Genere un nuevo plano paralelo al plano Planta y se parado 8 pulgadas. Active la casilla “Invertir equidistancia”.

[pic 7]

1. Con relación de posición, seleccione el plano creado recientemente y el punto de la izquierda (flecha roja). La relación a usar será Coincidente. Dar click en aceptar. El ensamble queda completamente definido.

[pic 8]

1. Active la casilla SolidWorks Motion. Una vez hecho esto, seleccione la casilla “Análisis de movimiento”, mostrado con la flecha roja. A continuación, dé click en la casilla “Forzar”, mostrada con la flecha morada.

[pic 9]

1. Una vez seleccionado Forzar, seleccione Fuerza, en dirección “Sólo acción”. Active la casilla para seleccionar el punto, ambos referidos con las flechas rojas. Una vez hecho esto, seleccione la casilla ubicada abajo y elija el plano planta, mostrado con la flecha morada. Dar click en invertir dirección, mostrada con la flecha verde.

[pic 10]

1. Finalmente, elija una fuerza de 40 lbf. Dé click en aceptar.

[pic 11]

1. Realice lo mismo en cada uno de los puntos restantes, con las magnitudes de las fuerzas mostradas, todas verticales hacia abajo.

[pic 12]

1. Una vez configuradas las fuerzas, dar click en calcular (flecha roja) y espera el tiempo marcado para calcular. Posteriormente dar click en resultados (flecha morada).

[pic 13]

1. Una vez en la casilla resultados, seleccione todas las casillas mostradas en la figura. En la última casilla, antes de seleccionar, muestre todas las relaciones de posición (mates) y seleccione aquella que refiera al punto mostrado en la figura. Ahí se muestran los ejes coordenados en color amarillo. Dé click en aceptar. Seleccione “Sí”. Aparecerá el resultado de la reacción horizontal de esa reacción.

[pic 14]

1. Realice el mismo paso anterior y ahora seleccione la componente Y. Acepte y aparecerá la magnitud de la componente vertical de esa fuerza.
2. Finalmente, para la última reacción, verifique los datos que debe configurar, con base en la siguiente figura, y la relación a usar se muestra con la flecha roja. Posteriormente aparecerá la magnitud de la reacción.

[pic 15]

1. Finalmente, realice lo mismo a los siguientes ejemplos, a fin de comparar los resultados obtenidos mediante ecuaciones de equilibrio y simulación. Para estos ejemplos, tenga cuidado de seleccionar el correcto sistema de unidades, ya sea MMGS (milímetros, gramos, segundos) o IPS (pulgadas, libras, segundos).

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