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Universidad Autónoma de Nuevo León
Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica
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Análisis de vibraciones aplicado a
componentes automotrices
Martha P. Guerrero Mata
Tania P. Berber Solano
Miguel Amado
Néstor Martínez
AGENDA
UANL
INTRODUCCIÓN
GEOMETRÍA
MALLADO
PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
CONDICIONES DE FRONTERA
RESULTADOS
CONCLUSIONES
UANL 3ER Universidad más grande de México Localizada en Monterrey, NL
• 78 años siendo casa de la ciencia y la cultura.
CIIDIT-UANL
CIDET-FIME
CIIIA-UANL
• Educación
• Servicios de Ingeniería
• Investigación
• UANL es la universidad con mayor tradición en investigación en el norte de México
• 129,000 Estudiantes
• 70,000 Grado
• 5,000 Posgrado
UANL
Optimización de los Procesos de Austenizado y Revenido en el Departamento de Tratamiento Térmico para vigas de chasis
Original
Templada (X10)
Proyecto KATCON Diseño, desarrollo y optimización de convertidores catalíticos mediante el uso de modelos numéricos.
Contorno de temperaturas
Herramientas de diseño y
simulación
Ansys
Abaqus
Deform 3D
Forge
Hyperworks
Pro-Cast
Fluent
Cosmol
Catia
Solid Works
NX
Pro-E
UT, AUSTIN,
TEXAS
USA UNIVERSIDAD
DE BURGOS
UNIVERSIDAD
PAUL SABATIER
La FIME cuenta con una serie de acuerdos internacionales, para la realización de intercambios de profesores y estudiantes, así como la colaboración conjunta en proyectos finales.
ASHRAE FICOSA NORTH
AMERICA
Nuestra institución cuenta con una sólida vinculación con el sector industrial participando en diversos servicios, acorde a las necesidades de la Industria en México.
GEOMETRIA ENSAMBLADA
Un convertidor catalítico o catalizador es
un componente del motor de combustión
interna que sirve para controlar y reducir
los gases nocivos expulsados por el
motor.
Consiste en un filtro cerámico tipo panal
revestido de materiales nobles, el cual
es protegido por diversos componentes
tales como: materiales térmicos y
aislantes, además de cubiertas
metálicas y elementos de sujeción.
GEOMETRÍA COMPLETA DEL SISTEMA
CCDPF
Exhaust Manifold
CCDPF PARTICIONADO
La cubierta térmica contiene también material aislante de 4.5mm de espesor.
ThermalShield
Insulation
Supports
Housing
Converter
ParticlesFilter
Flange
Cones
Número de nodos: 383,398 Número de elementos: 137,908
MALLADO
MALLADO
Convertidor Material : cordieritie Número de elementos : 2,112 Número de nodos : 9,727
Filtro de Partículas Diesel Material : Silicon Carbide Número de nodos: 2,584 Número de elementos: 11,940
MALLADO
Aislante del convertidor Material : 3M INTERAM 1600HTE Número de elementos: 2,156 Número de nodos: 14,531
Aislante del Filtro de Partículas Diesel Material : 3M INTERAM 1600HTE Número de elementos: 1,020 Número de nodos: 7,480
MALLADO
Cubierta del convertidor Material : AISI 409 Número de elementos: 1,450 Número de nodos: 3,000
Cubierta del Filtro de Partículas Diesel Material : AISI 409 Número de elementos: 1,344 Número de nodos: 9,828
MALLADO
Cono Medio Material : AISI 409 Número de elementos: 4,163 Número de nodos: 4,365
Cono de entrada Material : AISI 409 Número de elementos: 3,671 Número de nodos: 3,825
Cono de salida Material : AISI 409 Número de elementos: 5,982 Número de nodos: 6,085
MALLADO
Cubierta térmica Material : AISI 409 Número de elementos: 6,550 Número de nodos: 6,586
Aislante de la cubierta térmica Material : 3M INTERAM 1600HTE Número de elementos: 10,273 Número de nodos: 10,286
MALLADO
Brackets Material : CAST IRON Número de elementos: 3,303 Número de nodos: 4,920
PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
CONDICIONES DE FRONTERA
Análisis de Frecuencias Naturales del sistema
Extracción de los primeros diez modos de vibración del sistema.
Se restringió el bracket y colector de gases en todos sus grados de libertad.
RESULTADOS Modal
Mode Frequency [Hz]
1. 70.85
2. 80.707
3. 110.33
4. 117.4
5. 206.28
6. 256.68
7. 340.91
8. 387.54
9. 439.2
10. 520.05
Comportamiento de resonancia de los
diferentes subsistemas de los automóviles
ANIMACIÓN MODAL
Mode 1 a 70.85 Hz Mode 2 a 80.707 Hz
Mode 3 a 110.33 Hz
ANIMACIÓN MODAL
Conclusiones
• Debido a las capacidades de hardware y software
disponible, se pudo procesar un modelo 3D de un
sistema convertidor catalítico.
• El trabajo presenta los resultados de un análisis modal
en condiciones ambientales. Trabajo se ha desarrollado
en esta misma dirección pero exponiendo el sistema a
condiciones térmicas extremas, a las cuales se
encuentra sometido el sistema en condiciones de uso,
en las cuales se determinó que sus frecuencias
naturales disminuyen conforme la temperatura se
incrementa.
• Este es el primer paso en la mejora y la optimización del
diseño de los sistemas de convertidores catalíticos
utilizando ANSYS como software de análisis numérico.
GRACIAS