Unidad 4 Diseño Optimo
Enviado por chavalin20 • 28 de Mayo de 2014 • 13.038 Palabras (53 Páginas) • 2.648 Visitas
ÍNDICE
INTRODUCCIÒN………………………………………………………………………….……………..2
4.1. FUNDAMENTOS DE DISEÑO ÓPTIMO CONTEMPLANDO NORMAS Y ESTANDARES…………….……………3
4.2. TECNICAS DE OPTIMIZACIÓN……………….………………………………………………………10
4.3. DISEÑO ÓPTIMO DE ELEMENTOS MECANICOS(EJES, ENGRANES, ETC.)………………………………….17
4.4. REDISEÑO……………………………………………………………………..………...………..27
4.5. INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÌA IVERSA……………………………….……….………….………36
INTRODUCCIÒN
El diseño de sistemas mecánicos de calidad debe basarse en un amplio conocimiento de la teoría del cálculo de fuerzas, dibujo aplicado a la ingeniería y de diversos estándares y recomendaciones existentes en la particular área de diseño, así como de la propia experiencia del diseñador. Actualmente las computadoras suelen asistir el proceso de creación de cualquier equipo mecánico complejo, tanto en la primera etapa del diseño (CAD), como en la última de la manufactura (CAM). En el caso del diseño y manufactura de sistemas mecánicos complejos, el proceso de diseño debería fundamentarse en un modelo computarizado especialmente desarrollado de la estructura mecánica.
El diseño de ingeniería mecánica incluye el diseño mecánico, pero es un estudio de mayor amplitud que abarca todas las disciplinas de la ingeniería mecánica, incluso las ciencias térmicas y de los fluidos. A parte de las ciencias fundamentales se requieren, las bases del diseño de ingeniería mecánica son las mismas que las del diseño mecánico
En el diseño de componentes mecánicos se encuentran frecuentemente cambios de geometría no uniformes que junto con las inclusiones y defectos dentro de los materiales pueden dar lugar a un incremento en el valor de los esfuerzos. La distribución de estos esfuerzos en piezas con geometría compleja se puede predecir y es deseable optimizar las zonas en donde estos se concentran.
4.1. FUNDAMENTOS DE DISEÑO ÓPTIMO CONTEMPLANDO NORMAS Y ESTÁNDARES.
El TERMINO DISEÑO
Diseñar (o idear) es formular un plan para satisfacer una necesidad. En principio, una necesidad que habrá de ser satisfecha puede estar bien determinada. A continuación se dan dos ejemplos de necesidades apropiadamente definida.
¿Cómo es posible obtener grandes cantidades de energía en forma limpia, segura y económica sin utilizar combustibles fósiles y sin causar daño alguno a la superficie terrestre?
¡Este mecanismo esta causando problemas!, y ha tenido ya ocho desperfectos en las últimas seis semanas. Haga usted algo al respecto.
Por otra parte, la necesidad que deberá satisfacer puede estar tan confusa e indefinida que se requiera un esfuerzo mental considerable para anunciarla claramente como un problema que demanda solución. Los siguientes son dos ejemplos:
Muchísimas personas perecen en accidentes de aviación.
En las grandes ciudades hay demasiados automóviles en las calles y las avenidas.
Este segundo tipo de caso de diseño está caracterizado por el hecho de que la necesidad ni el problema a resolver han sido identificados. Obsérvese también que el caso puede implicar muchos problemas.
Es posible además clasificar el diseño. Por ejemplo:
Diseño
De vestuario
De interiores de casas
De carreteras
De paisajes
De edificios
De barcos
De puentes
Por computadora
De sistemas de calefacción
De máquinas
En ingeniería
De procesos
EL DISEÑO EN INGENIERÍA MECÁNICA
El diseño mecánico es el diseño de objetos y sistemas de naturaleza mecánica; piezas, estructuras, mecanismos, maquinas y dispositivos e instrumentos diversos. En su mayor parte, el diseño mecánico hace uso delas matemáticas, las ciencias de uso de materiales y las ciencias mecánicas aplicadas a la ingeniería.
El diseño de ingeniería mecánica incluye el diseño mecánico, pero es un estudio de mayor amplitud que abarca todas las disciplinas de la ingeniería mecánica, incluso las ciencias térmicas y de los fluidos. A parte de las ciencias fundamentales se requieren, las bases del diseño de ingeniería mecánica que son las mismas que las del diseño mecánico y, por, consiguiente, éste es el enfoque que se utilizará en el presente texto.
FASES DEL DISEÑO
El proceso total de diseño es el tema de este capitulo. ¿Cómo empieza? ¿Simplemente llega un ingeniero a su escritorio y se sienta ante una hoja de papel en blanco? ¿Qué hace después de que se le ocurren algunas ideas? ¿Qué factores determinan o influyen en las decisiones que se deben tomar? Por último, ¿Cómo termina este proceso de diseño?
A menudo se describe el proceso total de diseño- desde que empieza hasta que termina como se muestra en la figura 1. Principia con la identificación de una necesidad y con una decisión de hacer algo al respecto. Después de muchas iteraciones, el proceso finaliza con la presentación de los planes para satisfacer tal necesidad. En las secciones siguientes se examinarán en detalle estos pasos del proceso de diseño.
FIG.1 EJEMPLO DE UN PROCESO DE DISEÑO
IDENTIFICACIÓN DE NECESIDADES Y DEFINICIÓN DE PROBLEMAS
A veces, pero no siempre, el diseño comienza cuando un ingeniero se da cuenta de una necesidad y decide hacer algo al respecto. Generalmente la necesidad no es evidente. Por ejemplo, la necesidad de hacer algo con respecto a una máquina empacadora de alimentos pudiera detectarse por nivel de ruido, por la vibración en el peso de los paquetes y por ligeras, pero perceptibles, alteraciones en la calidad del empaque o la envoltura.
CONSIDERACIONES O FACTORES DE DISEÑO
A veces, la resistencia de un elemento es muy importante para determinar la configuración geométrica y las dimensiones que tendrá dicho elemento, en tal caso se dice que la resistencia es un factor importante de diseño.
La expresión factor de diseño significa alguna característica o consideración que influye en le diseño de algún elemento o, quizá, en todo el sistema. Por lo general se tiene que tomar en
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