Teoria de falla en una silla de clases

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Informe

Teoría de fallas Silla sala de clases.

Aaron Ramírez Bravo

Universidad del Bio-Bio

Resistencia de Materiales II

Juan Carlos Figueroa

Miércoles 28 de agosto de 2022

INDICE

1. Introducción………………………………………………………………..……………….pág.3

1. Objetivo general…………………………………………………………..…………...……pág.3
2. Objetivo específico…………………………………………………………………………pág.3

2. Diseño de la estructura………………………………………………………….…………...pág.4

3. Diseño en inventor…………………………... ……….………………………….…..……..pág.5

4. Problemática, análisis y solución.…………………………………………….………...….pág.6

      5.Conclusiones…………………………….…………………………….……….…..…...…..pág.13

1. Introducción

Este proyecto presenta lo estudiado en Resistencia de Materiales II, donde se exhiben las etapas de diseño y el cálculo de una silla de clases presente en la Universidad del Bío Bío, en esta silla, se estudian las teorías de falla, con su respectivo factor de seguridad, la carga presentada en la base de la silla es de 1200N la cual se distribuye por la estructura. A su vez, se busca comprobar cómo afecta al modelo geométrico y a la forma de la silla mediante el análisis estructural FEA.

1. Objetivo general.

• Realizar Análisis estructural a una Silla de clases.

      1.2 Objetivo específico.

• Conocer los diferentes elementos de teorías de fallas presentes en la silla.
• Estudiar el factor de seguridad.
• Presentar el diseño y materiales de la estructura estudiada.

1. Diseño de la estructura

Como se plantea en la introducción del proyecto, se pide realizar un análisis estructural FEA, aplicando una carga de 1200N sobre la cubierta de la silla, donde se evalúan los esfuerzos a la que se expone la silla a esta carga. Para el análisis de esta estructura se utiliza el programa INVENTOR para diseñar y el ANSYS para estudiar los esfuerzos.  Esta silla posee bases y soportes metálicos, donde se escoge un perfil de acero ISO 10799 20x20x2mm, la cubierta de la silla es de un material plástico, en este caso se optó por el plástico ABS, la cual posee una mesa propia de madera. Los puntos de apoyo principales son las patas de la silla,

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Ilustración 1-2: Imágenes de la silla estudiada

3.Diseño en Inventor:

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Ilustración 3-4: Diseño de Silla en Inventor

Como se presenta en las imágenes anteriores, se diseñó primeramente el esqueleto de la silla, primeramente, las patas, después las bases metálicas del respaldo y de la cubierta, y por ultimo las bases de la mesa. Consiguiente se diseño la cubierta, la cual se utilizó un plástico ABS al igual que el respaldo. Las medidas son aproximadas al diseño original de la silla.

4.Problemática y solución

Una vez diseñada la silla fue importada a ANSYS, donde se configura el software de tal manera que se obtengan todos los datos que se necesitan, con estos datos se produce un análisis estructural mediante la pestaña Static Structural presentada en la imagen.

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Ilustración 5: Descripción Programa ANSYS

En esta ilustración se muestran los diferentes análisis que se obtuvieron para la estructura, ya sea la deformación total, la tensión de Von Mises, el esfuerzo cortante máximo y el factor de seguridad. A su vez, se presentan los 4 soportes que presenta la silla, y la fuerza aplicada de 1200N

La fuerza se agrega en formato por magnitudes de 1200N, la cual se presenta presionando en la cubierta de la silla, en el programa se utiliza de forma negativa la fuerza ya que va hacia abajo en el eje Y tal como se muestra en la siguiente imagen.

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Ilustración 6: Descripción de la fuerza en la estructura

En la ilustración 7, se presenta el punto escogido como soporte, ya que es la base de cada pata u apoyo, las cuales tienen contacto con el piso. Se debe seleccionar los diferentes soportes para un correcto análisis de los esfuerzos y deformaciones.

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