Práctica 1 Concentración de esfuerzos

Práctica 1

Concentración de esfuerzos

Introducción.

CONCENTRADORES DE ESFUERZOS

¿Qué es un concentrador de esfuerzos?

En la práctica del diseño de máquinas, es muy común encontrar piezas en las cuales se practican muescas, chaveteros, agujeros, cambios de sección, ranuras, etc., que hacen que dichas piezas sean más funcionales. La figura muestra algunas entallas utilizadas para posicionar, fijar, acoplar o transmitir movimiento, entre otras funciones. Las entallas son llamadas también discontinuidades, ya que producen cambios en la sección transversal del elemento. Las discontinuidades en las piezas que soportan esfuerzos tienen la desventaja de generar un aumento de éstos en sus cercanías. Debido a esto, la presencia de entallas tiende a aumentar los tamaños, las masas y los costos de las piezas que se diseñan.

[pic 1]

Concentrador de esfuerzos

Se define un concentrador de esfuerzos como cualquier discontinuidad en la sección transversal de una pieza que provoca un aumento de los esfuerzos en las cercanias a dicha discontinuidad

[pic 2]

Con base en los esfuerzos Smax y So, se define el coeficiente teórico de concentración de esfuerzos  se tiene como como:

[pic 3]

El valor de Kt depende del tipo de concentrador de esfuerzos, del tipo de carga aplicada y de la geometría de la pieza, y puede determinarse mediante el Método de Elementos Finitos (FEM), usando un programa computacional (SOLID WORKS), o mediante métodos experimentales como el método fotoelastico.

Desarrollo

Utilizar el software SolidWorks para simular la concentración de esfuerzos que pueden recibir diferentes figuras geométricas.

Paso 1: Realizar un croquis como se muestra en la figura, el origen tiene que quedar en el centro del cuadrado.

[pic 4]

Paso 2: utilizar la operación extruir a 15mm como se muestra en la figura

[pic 5]

Paso 3: Para realizar un estudio de simulación a la pieza, primero se tiene que activar los complementos solidworks simulation como se muestra en la siguiente figura.[pic 6]

[pic 7]

Después se tiene que realizar la simulación desde simulation->Estudio, como se muestra la figura

[pic 8]

Después se tiene que seleccionar el tipo de estudio, en este caso es un estudio estático

[pic 9]

Paso 4: para realizar el estudio, primero se tiene que escoger el material, segundo se tiene que aplicar la sujeción, tercero la fuerza, cuarto se tiene que aplicar la malla y por

último se ejecuta la simulación

Para seleccionar el material se le tiene que dar click derecho en pieza y después se tiene que entrar en Aplicar/editar material, tal como se muestra en las siguientes figuras.

[pic 10][pic 11]

Aparecerá una ventana como se muestra en la siguiente figura, en esta ventana se puede seleccionar el tipo de material, en este caso escogemos la opción predeterminada que es acero aleado y después se le da aplicar y por ultimo cerrar

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Después se tiene que aplicar las sujeciones, primero se tiene que presionar click derecho  y después se tiene que seleccionar la cara donde va estar sujeta la pieza

[pic 13]

[pic 14]

Después se tiene que aplicar la fuerza primero se presiona click derecho en cargas externas y después se selecciona fuerza,

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