lab de diseño de maquinas y herramientas

Universidad Autnoma de Nuevo Len

Facultad de Ingeniera Mecnica y Elctrica

Laboratorio de diseo de elementos de maquinasPRIMERA PARTE Catedrtico: M.C Edith Miritza Ramrez AlvaradoNombre: Cecilia Garca BuentelloMatricula: 1575650Hora:Viernes, M5

San Nicols de los Garza



Laboratorio de diseo de elementos de maquinasPractica #1Modelaje de una placa

Prof. Edith Miritza Ramrez AlvaradoNombre: Cecilia Garca BuentelloMatricula: 1575650Hora: Viernes, M5

San Nicols de los Garza Marco TericoCAD / Diseo Asistido por ComputadoraComputer-aided design (CAD)es el uso de programas computacionales para crear representaciones grficas de objetos fsicos ya sea en segunda o tercera dimensin (2D o 3D). El software CAD puede ser especializado para usos y aplicaciones especficas. CAD es ampliamente utilizado para la animacin computacional y efectos especiales en pelculas, publicidad y productos de diferentes industrias, donde el software realiza clculos para determinar una forma y tamao ptimo para una variedad de productos y aplicaciones de diseo industrial.En diseo de industrial y de productos, CAD es utilizado principalmente para la creacin de modelos de superficie o slidos en 3D, o bien, dibujos de componentes fsicos basados en vectores en 2D. Sin embargo, CAD tambin se utiliza en los procesos de ingeniera desde el diseo conceptual y hasta el layout de productos, a travs de fuerza y anlisis dinmico de ensambles hasta la definicin de mtodos de manufactura. Esto le permite al ingeniero analizar interactiva y automticamente las variantes de diseo, para encontrar el diseo ptimo para manufactura mientras se minimiza el uso de prototipos fsicos.Beneficios de CADLos beneficios del CAD incluyen menores costos de desarrollo de productos, aumento de la productividad, mejora en la calidad del producto y un menor tiempo de lanzamiento al Mercado.1. Mejor visualizacin del producto final, los sub-ensambles parciales y los componentes en un sistema CAD agilizan el proceso de diseo.1. El software CAD ofrece gran exactitud de forma que se reducen los errores.1. El software CAD brinda una documentacin ms sencilla y robusta del diseo, incluyendo geometra y dimensiones, lista de materiales, etc.1. El software CAD permite una reutilizacin sencilla de diseos de datos y mejores prcticas.

CAM / Manufactura Asistida por ComputadoraManufactura Asistida por Computadora (CAM)comunmente se refiere al uso de aplicaciones de software computacional de control numrico (NC) para crear instrucciones detalladas (G-code) que conducen las mquinas de herramientas para manufactura de partes controladas numricamente por computadora (CNC). Los fabricantes de diferentes industrias dependenden de las capacidades de CAM para producer partes de alta calidad.Una definicin ms aplia de CAM puede incluir el uso de aplicaciones computacionales para definir planes de manufactura para el diseo de herramientas, diseo asistido por computadora (CAD) para la preparacin de modelos, programacin NC, programacin de la inspeccin de la mquina de medicin (CMM), simulacin de mquinas de herramientas o post-procesamiento. El plan es entonces ejecutado en un ambiente de produccin, como control numrico directo (DNC), administracin de herramientas, maquinado CNC, o ejecucin de CCM.Beneficios de CAMLos beneficios de CAM incluyen un plan de manufactura correctamente definido que genera los resultados de produccin esperados.1. Los sistemas CAM pueden maximizar la utilizacin de la amplia gama de equipamiento de produccin, incluyendo alta velocidad, 5 ejes, mquinas multifuncionales y de torneado, maquinado de descarga elctrica (EDM), y inspeccin de equipo CMM.1. Los sistemas CAM pueden ayudar a la creacin, verificacin y optimizacin de programas NC para una productividad ptima de maquinado, as como automatizar la creacin de documentacin de produccin.1. Los sistemas CAM avanzados, integrados con la administracin del ciclo de vida del producto (PLM) proveen planeacin de manufactura y personal de produccin con datos y administracin de procesos para asegurar el uso correcto de datos y recursos estndar.1. Los sistemas CAM y PLM pueden integrarse con sistemas DNC para entrega y administracin de archivos a mquinas de CNC en el piso de produccin.

CAE / Ingeniera Asistida por ComputadoraIngeniera asistida por computadora (CAE)es el uso de software computacional para simular desempeo y as poder hacer mejoras a los diseos de productos o bien apoyar a la resolucin de problemas de ingeniera para una amplia gama de industrias. Esto incluye la simulacin, validacin y optimizacin de productos, procesos y herramientas de manufactura.Un proceso tpico de CAE incluyen pasos de pre-procesado, solucin y post-procesado. En la fase de pre-procesado, los ingenieros modelan la geometra y las propiedades fsicas del diseo, as como el ambiente en forma de cargas y restricciones aplicadas. En la fase de post-procesado, los resultados se presentan al ingeniero para su revisin.Las aplicaciones CAE soportar una gran variedad de disciplinas y fenomenos de la ingeniera incluyendo:1. Anlisis de estrs y dinmica de componentes y ensambles utilizando elanlisis de elementos finitos (FEA)1. Anlisis Termal y de fluidos utilizando dinmica de fluidos computacional (CFD)1. Anlisis de Cinemtica y de dinmica de mecanismos (Dinmica multicuerpos)1. Simulacin mecnica de eventos (MES)1. Anlisis de control de sistemas1. Simulacin de procesos de manufactora como forja, moldes y troquelados1. Optimizacin del proceso del producto

Algunos problemas de la ingeniera requieren la simulacin de fenmenos mltiples para representar la fsica subyacente. Las aplicaciones CAE que abordan dichos problemas usualmente se llaman soluciones de fsica mltiple.Beneficios de CAELos beneficios de software de tipo CAE incluyen reduccin del tiempo y costo de desarrollo de productos, con mayor calidad y durabilidad del producto.1. Las decisions sobre el diseo se toman con base en el impacto del desempeo del producto.1. Los diseos pueden evaluarse y refinarse utilizando simulaciones computarizadas en lugar de hacer pruebas a prototipos fsicos, ahorrando tiempo y dinero.1. Aplicaciones CAE brindan conocimientos sobre el desempeo ms temprano en el proceso de desarrollo, cuando los cambios al diseo son menos costosos de hacer.1. Aplicaciones CAE apoyan a los equipos de ingeniera a administrar riesgos y comprender las implicaciones en el desempeo de sus diseos.1. Los datos integrados y la gestin del proceso del CAE amplan la capacidad de balancear con eficacia los conocimientos del funcionamiento mientras se mejoran los diseos para una comunidad ms amplia.1. La exposicin de garanta es reducida al identificar y eliminar problemas potenciales. Cuando integrado al producto y desarrollo de la manufactura, CAE puede facilitar desde etapas tempranas la resolucin de problemas, lo que puede reducir dramticamente los costos asociados al ciclo de vida del producto.

ProcedimientoMen file, new part plano1 activar sketch rectangule con medidas 10x5 en el primer cuadrante en lnea inferior dar click con especificacin de 10 pulg recuardo izquierda hacer lo mismo en el lnea izq con dimencion de 5 plg para profundidad de la pieza extrude boss se especifica profundidad con(depth) con 4 plg seleccionar sketch con icono circle x:5 y:2.5 radio:1.5extruded cut (depth) con 4 plg o en la opcin type especificar through all pasa a fillet con radio de 1 plg y seleccionar cada uno de los bordes con los que se enlistan en la casilla edge fillet itemsResultados

Conclusiones Aprend como se utiliza el solid work de manera bsica basndome del manual de laboratorio de diseo de elementos maquinas aunque donde ms batalle fue en darle las 4 vistas a la pieza con sus respectivas acotaciones.



Laboratorio de diseo de elementos de maquinasPractica #2Modelaje de una oreja Prof. Edith Miritza Ramrez AlvaradoNombre: Cecilia Garca BuentelloMatricula: 1575650Hora: Viernes, M5

San Nicols de los Garza Marco TericoSolidWorks es un programa de diseo mecnico en 3D que utiliza un entorno grfico basadoen Microsoft Windows, intuitivo y fcil de manejar. Su filosofa de trabajo permite plasmar susideas de forma rpida sin necesidad de realizar operaciones complejas y lentas.

Las principales caractersticas que hace de SolidWorks una herramienta verstil y precisa essu capacidad de ser asociativo, variacional y paramtrico de forma bidireccional con todassus aplicaciones. Adems utiliza el Gestor de diseo (FeatureManager) que facilitaEnormemente la modificacin rpida de operaciones tridimensionales y de croquis de operacinsin tener que rehacer los diseos ya plasmados en el resto de sus documentos asociados.

Junto con las herramientas de diseo de Pieza, Ensamblajes y Dibujo, SolidWorksIncluye Herramientas de Productividad, de Gestin de Proyectos, de Presentacin y de Anlisis ySimulacin que lo hacen uno de los estndares de diseo mecnico ms competitivo delMercado.

SolidWorks es una solucin de diseo tridimensional completa que integra un gran nmero de funciones avanzadas para facilitar el modelado piezas, crear grandes ensamblajes, generar planos y otras funcionalidades que le permiten validar, gestionar y comunicar proyectos de forma rpida, precisa y fiable.

SolidWorks se caracteriza por su entorno intuitivo y por disponer de herramientas de diseo fciles de utilizar. Todo integrado en un nico programa de diseo con ms de 45 aplicaciones complementarias para facilitar el desarrollo de sus proyectos.

La caracterstica que hace que SolidWorks sea una herramienta competitiva, gil y verstil es su capacidad de ser paramtrico, variacional y asociativo, adems de usar las Funciones Geomtricas Inteligentes y emplear un Gestor de Diseo (FeatureManager) que permite visualizar, editar, eliminar y actualizar cualquier operacin realizada en una pieza de forma bidireccional entre todos los documentos asociados.

1.2 Caractersticas de SolidWorksLa definicin de parmetros clave, la Asociatividad, las Funciones geomtricas inteligentes y el Gestor de diseo, son las principales caractersticas de SolidWorks.

1.2.1 Definicin de parmetros clave Los parmetros clave son las dimensiones (cotas) y las Relaciones Geomtricas que definen un modelo tridimensional. SolidWorks asocia a cada una de las cotas de un croquis as como a las operaciones tridimensionales un nombre que permite modificarla en cualquier momento y su actualizacin en el resto de documentos asociados.

Asociatividad SolidWorks contiene tres mdulos: Pieza, Ensamblaje y Dibujo. La creacin de un documento en cada uno de ellos genera un fichero con distinta extensin. Los documentos, aunque no pueda observarse, estn asociados y vinculados entre ellos.

ProcedimientoMen file, new part plano1 activar sketch rectangule con medidas 15x4 en el primer cuadrante positivoen lnea inferior dar clic con especificacin de 15 pulg recuardo izquierda hacer lo mismo en el lnea izq con dimensin de 4 plg para profundidad de la pieza extrude boss se especifica profundidad con(depth) con 7 plg seleccionar sketch con icono line x:5, y:0 se trazara el aco con el icono targent arc dndole un angulo 180 y un radio 2.5 pulg extruir el arco con extruded boss con una dimensin de 7 pulg activar la casilla reverse direction hacer un circulo en la cara frontal con un radio 1.5 plg con las cordenadadas x: 7.5, y:7 se realizara el corte del circulo con estruded cut y seleccionar la ocpion through all por ultimo fille en los bordes de la pieza con 1 plg redondear los que se elistan en edge fillet tems.Resultados

Conclusiones Me revolva demasiado en el momento de cortar el circulo pues es extruted era diferente a como comnmente lo utilizbamos adems aprend como hacerles redondeos a los bordes de la pieza.



Laboratorio de diseo de elementos de maquinasPractica #3Modelaje de un molde


San Nicols de los Garza Marco Terico EL PROCESO DE DISEO

El diseo de ingeniera puede describirse como el proceso de aplicar diversas tcnicas y principios cientficos, con el objeto de definir un dispositivo, un proceso o un sistema con suficiente detalle para permitir su realizacin. Es importante destacar el hecho de que es un proceso, que debe ir encaminado a cubrir cierta necesidad. El proceso de diseo, tambin se puede definir como una gua general de los pasos que pueden seguirse para dar al Ingeniero, cierto grado de direccin para la solucin de problemas. Los diseadores emplean un gran nmero de combinaciones de pasos y procedimientos de diseo. El seguir las reglas estrictas del diseo, no asegura el xito del proyecto y, an, puede inhibir al diseador hasta el punto de restringir su libre imaginacin. A pesar de esto, se cree que el proceso de diseo es un medio efectivo para proporcionar resultados organizados y tiles. El diseo, por lo tanto, es un ejercicio de creatividad e innovacin aplicadas en el que se integran numerosas disciplinas y donde es innegable el papel fundamental que juega la experiencia del diseador. Adems, el proceso de diseo y sus posibles implicaciones, no se acaban en la fabricacin y el montaje sino que se extienden a lo largo del ciclo de vida del producto. Debe recalcarse, que el proceso de diseo no es lineal y una de sus caractersticas fundamentales, es su obligada interactividad entre sus diversas partes.

LA POSICIN DEL MODELADO TRIDIMENSIONAL (CAD) EN EL PROCESO DE DISEO

Los sistemas CAD que permiten el diseo de objetos tridimensionales (diseo de piezasmecnicas, diseos en chapa, en plstico, diseos de obra civil, arquitectura y urbanismo, etc.)pueden llegar a ofrecer al usuario las siguientes prestaciones:

a) En un mdulo de preproceso, se define interactivamente la forma tridimensional del objetoo conjunto de objetos a disear. El ordenador almacena un modelo tridimensional completo delmismo, que permite la generacin de cualquier vista (didrica, axonomtrica, perspectivas), ascomo secciones, detalles y planos. Asimismo, el modelo de representacin tridimensional contienela informacin necesaria para el clculo de las propiedades geomtricas del objeto que se estdiseando: superficie, volumen, peso, centro de gravedad, momentos de inercia, etc.

b) En una segunda fase de proceso, se utiliza el modelo obtenido para realizar clculos ysimulaciones ms complejos, como pueden ser el clculo de tensiones por elementos finitos, o lasimulacin del comportamiento aerodinmico en el caso del diseo de carroceras, perfiles de avin,etc.

c) En una tercera fase se pueden visualizar grficamente los principales resultados de losprogramas de clculo. Si no son correctos, el usuario incidir sobre la forma del objeto, modificandoel modelo y repitiendo el proceso; si en cambio ya son aceptables, el sistema podr generarautomticamente una cinta de control numrico para la generacin automtica de un prototipo del objeto diseado.ProcedimientoMen file, new part plano1 activar sketch rectngulo con medidas 80x80 en el primer cuadrante positivoen lnea inferior dar click con especificacin de 80 pulg, recuadro izquierda hacer lo mismo en el lnea izq para profundidad de la pieza extrude boss se especifica profundidad con(depth) con 20 plg seleccionar sketch con icono line x:40, y:40 extruir el circulo con extruded boss con una dimensin de 25 pulg se realizara un circulo con un radio de 5 plg y tendr profundidad de 75 pls realizar los filet o redondeos a cada uno de los bordes exteriores de los ejes especificar un radio de 5 pls y seleccionar cualquier de su bordes que se van a redondez que se enlisat en edge fillet tems rotar la pieza para ver la cara posterior y activar sell y especificar un espeso igual a 1 activar sus diferentes vistas y guardar trabajos

Resultados

Conclusiones Esta pieza fue mas simple a diferencia de la practica 2 su nica diferencia es que peda extruirse hacia dentro dejando la pieza completamente hueca, seguimos viendo normalmente las mismas caractersticas para realizar la pieza, en las otras practicas.



Laboratorio de diseo de elementos de maquinasPractica #4Modelaje de un candado


San Nicols de los Garza Marco tericoDIFERENCIAS ENTRE MATERIALES DCTILES Y FRGILES Los materiales frgiles son aquellos materiales cuyo perodo de deformacin elstica es sumamente corto y tienden a quebrarse directamente al fallar, a diferencia de los materialesdctileso tenaces se rompen tras sufrir acusadas deformaciones, generalmente de tipodeformaciones plsticas. La fragilidad es lo contrario de la tenacidad y tiene la peculiaridad de absorber relativamente poca energa, a diferencia de la rotura dctil.EJEMPLOS DE MATERIALES DCTILES Y FRGILES (METLICOS)Dctiles: la mayora de los metales, en forma pura o con otros metales en forma de aleacin, como el aluminio serie 6000 (aleacin con 1% de magnesio y 0.6% de silicio) utilizado en perfiles y estructuras; el hierro dctil que es una aleacin del hierro con carbn, magnesio, azufre y fosforo, utilizada en tuberas y sistemas de canalizacin, por ultimo cobre permitiendo que por su ductilidad sea el material ideal para fabricar alambres de conduccin elctrica.Frgiles: es la capacidad de un material de fracturarse con una escasa deformacin, siendo lo opuesto a la ductilidad. Un material es frgil cuando su porcentaje de alargamiento es menor al 5%.

ProcedimientoSolid Works Nuevo Pieza Unidades IPS Croquis Alzado Lnea (7in) partiendo del origenArco tangente en el ltimo punto de la lnea A=180, r=3.01 Plano 2Circulo r = 1 inExtruccin del circulo por el contorno del arco comando sweep sweep section ( circulo) y sweep path (arco) Plano 2 Rectngulo (3*9) Vista top Centrado del rectngulo respecto al origen Dimensin seleccionas el origen y vrtice superior del rectngulo Corregir cota (1.5 in) Fillet (0.7 inExtruir rectngulo (9 in) hacia abajo Seleccionas caras Dim Xpert Esquema de acotacin Vistas 4

Resultados

ConclusionesAprend un nuevo comando llamado barrido el cual lo utilizamos para el circulo, arco tangente, su extruccion y el de rectngulo. Est a diferencia de las otras prcticas a mi parecer fue rpida y fcil aun as cuando se aprendi un nuevo comando.



Laboratorio de diseo de elementos de maquinasPractica #5Modelaje de un ensamble


San Nicols de los Garza Marco tericoLa falla es la prdida de funcin de un elemento tanto por deformacin (fluencia) como por separacin de sus partes (fractura). Los mecanismos de falla dependen de la estructura microscpica del material y de la forma de sus enlaces atmicos. Para predecir la falla de materiales bajo cargas estticas (se considera carga esttica a aquella que no vara su magnitud ni direccin en el tiempo) y poder hacer diseos de elementos de mquinas confiables se han desarrollado varias teoras para grupos de materiales, basndose en observaciones experimentales.

Las teoras de falla se dividen en dos grupos: Materiales dctiles - Teora del Esfuerzo Cortante Mximo Teora de Tresca (MSS) - Teora de la Energa de Distorsin Teora de Von Misses (DE) - Teora de la Friccin Interna - Coulomb-Mohr Dctil (IFT)

Materiales frgiles - Teora del Mximo Esfuerzo Normal Teora de Rankine (MNS) - Teora de Coulomb Mohr Frgil (BCM)

Falla de materiales dctiles Se considera dctil a un material que en el ensayo de tensin haya tenido ms del 5% de deformacin antes de la fractura. En los materiales dctiles se considera que la falla se presenta cuando el material empieza a fluir (falla por deformacin). 2.1.Teora del Esfuerzo Cortante Mximo Tambin conocida como Teora de Tresca. Establece que la fluencia del material se produce por el esfuerzo cortante, surgi de la observacin de la estriccin que se produce en una probeta cuando es sometida a un ensayo de tensin. La teora dice:

2.2.Teora de la Energa de Distorsin Propuesta por R. Von Misses al observar que los materiales bajo esfuerzos hidrostticos soportan esfuerzos mucho mayores que sus esfuerzos de fluencia bajo otros estados de carga. La teora establece: La falla se producir cuando la energa de distorsin por unidad de volumen debida a los esfuerzos mximos absolutos en el punto crtico sea igual o mayor a la energa de distorsin por unidad de volumen de una probeta en el ensayo de tensin en el momento de producirse la fluencia

2.3.Teora de Coulomb-Mohr Dctil Tambin conocida como Teora de la Friccin Interna (IFT). sta teora tiene en cuenta que el esfuerzo de fluencia a tensin (Syt) es diferente al esfuerzo de fluencia a compresin (Syc), donde generalmente Syc > Syt. Se basa en los ensayos de tensin y compresin, y establece que en el plano - la lnea tangente a los crculos de Mohr de los ensayos de tensin y compresin al momento de la fluencia es la locacin de la falla para un estado de esfuerzos en un elemento.

Falla de materiales frgiles Se considera frgil a un material que en el ensayo de tensin haya tenido menos del 5% de deformacin antes de la fractura. En los materiales frgiles se considera que la falla se presenta cuando el material sufre de separacin de sus partes (falla por fractura). 3.1.Teora del Mximo Esfuerzo Normal Enunciada por W. Rankine, la teora enuncia: La falla se producir cuando el esfuerzo normal mximo en la pieza sea igual o mayor al esfuerzo normal mximo de una probeta sometida a un ensayo de tensin en el momento que se produce la fractura

3.2.Teora de Coulomb-Mohr Frgil Se deriva de forma similar a la teora de Coulomb-Mohr Dctil slo que, al tratarse de materiales frgiles, se tienen en cuenta las resistencias ltimas del material a la tensin y compresin en lugar de los esfuerzos de fluencia

ProcedimientoMen file New Part Plano Alzado Sketch Rectngulo 10*5 Redondeo (0.5) Cuatro Vrtices Extrudir Saliente Hacia Atrs (7in) Cara Frontal Normal A CirculoRadio De 1.5 Pulg File Save As IPS Alzado Circulo En Origen (1.5 In Radio) Extruir Saliente (10 In) Save As Nuevo Ensamblaje Placa Damos Click Fija Insertar ComponenteCilindroRelacin De Posicin Cilindro Hueco De La Otra Pieza Coincidente Cuatro Vistas Guardar

Resultados

ConclusionesSe reafirm los conocimientos que aprendimos en las anteriores prcticas, aun as me sigo teniendo algunos detalles en el momento de extrudir en la parte terica vimos las diferentes tipos de teoras de fallas que hay tanto en materiales dctiles como en frgiles.



Laboratorio de diseo de elementos de maquinasSEGUNDA PARTE Catedrtico: M.C Edith Miritza Ramrez AlvaradoNombre: Cecilia Garca BuentelloMatricula: 1575650Hora: Viernes, M5

San Nicols de los Garza Universidad Autnoma de Nuevo Len


Laboratorio de diseo de elementos de maquinasPractica #6SIMULACION DE UN ENSAYO DE COMPRESION Prof. Edith Miritza Ramrez AlvaradoNombre: Cecilia Garca BuentelloMatricula: 1575650Hora: Viernes, M5

San Nicols de los Garza Marco tericoLa modelacin de la mayora de sistemas fsicos, elctricos y mecnicos, est basada en mtodos y expresiones matemticas, las cuales representan tericamente el comportamiento de dichos sistemas. Generalmente, para modelar sistemas de naturaleza continua, son utilizadas las ecuaciones diferenciales, las integrales funcionales y las variables de estado, entre otras. Algunos procedimientos de desratizacin y digitalizacin de sistemas, permiten realizar anlisis numricos sobre modelos aproximados.

Una tcnica matemtica compleja utilizada para modelar algunos sistemas fsicos y mecnicos es el Mtodo de los Elementos Finitos (FEM), cuya finalidad es discretizar espacios de naturaleza continua, sobre los cuales es posible realizar anlisis numricos para comprender, por medio de un modelo discreto, el comportamiento de sistemas analgicos. No obstante, la complejidad de aplicar FEM sobre algunos sistemas es tal, que resulta difcil lograr modelos que describan con precisin sus comportamientos. FEM es de amplia utilizacin en anlisis de sistemas y espacios fsico-mecnicos donde el objetivo sea comprender la resistencia de materiales, la dinmica de partculas y en general el comportamiento y la interaccin de los elementos base del sistema en el espacio; pero quedan an muchos sistemas complejos y de diversa naturaleza en los cuales no es convencional aplicar esta tcnica, por ejemplo, sistemas qumicos, biolgicos, evolutivos, genticos, elctricos, computacionales e inclusive otros fsicos y mecnicos. Para el modelado de este tipo de sistemas quedan an tres opciones: Lograr un modelo de naturaleza continua, en el cual se requiere expresiones de funciones continas; utilizar mtodos aproximativos de desratizacin (sin embargo, se tienen problemas de digitalizacin del modelo) o modelar con un Autmata Celular. Los Autmatas Celulares son estructuras ideales para construir modelos digitales aproximados de algunos sistemas complejos de naturaleza continua, sin pasar por modelos analgicos. Es posible, por ejemplo, lograr sencillos modelos digitales que representen con suma fidelidad algunas leyes de la fsica. En nuestro caso, hemos considerado como objeto de estudio, los sistemas de estructuras slidas y su deformacin e incluso fractura de estos sistemas al ser alterados por una fuerza externa. Tambin hemos considerado que las leyes de interaccin entre partculas pueden ser reproducidas con fidelidad a travs de la ley de Hooke

Comnmente se usa FEA en determinar los esfuerzos y desplazamientos en sistemas mecnicos. Es adems usado de manera rutinaria en el anlisis de muchos otros tipos de problemas, entre ellosTransferencia de calor,dinmica de fluidos, yelectromagnetismo. Con FEA se pueden manejar sistemas complejos cuyas soluciones analticas son difcilmente encontradas.

ProcedimientoMen file new part plano 1 sketch circulo (1 pulg) extruir (2 pulg) guarder probeta (.iges) cosmos design star abrir probeta botn derecho a probeta study add primero analysis type static components botn derecho apply material to all acero AISI 1020 Load b/c restraint symmetric cara superior de la probeta load b/c botn derecho load forc seleccionar cara inferior load type forc 100000 lbf mesh botn derecho crate global size .1501 primero run design check mximum normal stress next to yield strength factor of safety =1Resultados

ConclusionesEn esta prctica aprendimos como utilizar el Cosmos Design Star despues del solid Works, en cosmos usamos los factores de seguridad de la pieza tanto como las tensiones o compresiones de la misma lo que se me hiso ms interesante de la practica, era que tu podas seleccionar la fuerza y el material que se utilizara.



Laboratorio de diseo de elementos de maquinasPractica #7SIMULACION DE UN ENSAYO DE COMPRESION Prof. Edith Miritza Ramrez AlvaradoNombre: Cecilia Garca BuentelloMatricula: 1575650Hora: Viernes, M5


Marco tericoDassault Systmes Simulia Corp.es unsoftware de simulacin de ingeniera(CAE) de los proveedores.Anteriormente conocido como ABAQUS Inc. y anteriormente Hibbitt, Karlsson y Sorensen, Inc., (HKS), la compaa fue fundada en 1978 por el Dr. David Hibbitt, el Dr. Bengt Karlsson y el Dr. Paul Sorensen, y tiene su sede enProvidence, Rhode Island,Estados Unidos.[1]En octubre de 2005,Dassault Systmesadquiere ABAQUS, Inc.[2]y anunci SIMULIA, la marca que abarca todas las soluciones de simulacin de DS, incluyendo las aplicaciones de Abaqus y Anlisis de CATIA.SIMULIA hace de la simulacin virtual una prctica de negocio integral que mejora el rendimiento del producto, reduce el nmero de prototipos fsicos required.Dassault Systmes Simulia Corp. es la entidad legal que abarca la marca SIMULIA deDassault Systmes.Simulacines lainvestigacinde una hiptesis o un conjunto dehiptesis de trabajoutilizandomodelos.La simulacin por computadora Es un intento de modelar situaciones de la vida real por medio de un programa de computadora, lo que requiere ser estudiado para ver cmo es que trabaja el sistema. Ya sea por cambio de variables, quizs predicciones hechas acerca del comportamiento del sistema.La simulacin por computadora se ha convertido en una parte til del modelado de muchos sistemas naturales enfsica,qumicaybiologa, y sistemas humanos como la economay lasciencias sociales(sociologa computacional),as como en dirigir para ganar la penetracin (profundidad) su comportamiento cambiar cada simulacin segn el conjunto de parmetros iniciales supuestos por el entorno. Las simulaciones por computadora son a menudo consideradas seres humanos fuera de unloopde simulacin.Tradicionalmente, el modelado formal de sistemas ha sido a travs de unmodelo matemtico, que intenta encontrar soluciones analticas a problemas que permiten la prediccin del comportamiento de un sistema de un conjunto de parmetros y condiciones iniciales. La simulacin por computadora es frecuentemente usada como un accesorio para, o sustitucin de, sistemas de modelado para los cuales las soluciones analticas deforma cerradasimple no son posibles. Ah se encuentran muchos tipos diferentes de simulacin por computadora, la caracterstica comn que todas ellas comparten es el intento por generar una muestra de escenarios representativos para un modelo en que una enumeracin completa de todos los estados posibles seran prohibitivos o imposibles. Varios paquetes desoftwareexisten para modelar por computadora en el funcionamiento de la simulacin se realiza sin esfuerzo y simple (por ejemplo: la simulacinMontecarloy el modelado estocstico como elSimulador de Riesgo).Es cada vez ms comn escuchar acerca de simulaciones a muchas clases designadas como "ambientes sintticos". Esta etiqueta ha sido adoptada al ampliar la definicin de "simulacin", que abarca virtualmente cualquier representacin computarizada.

ProcedimientoMenu File New Part Plano 1 Sketch Line Se Traza El Perfil De La Probeta Redondeo (.7 In) Centerline De Extremo A Extremo Revolved Boss 360 Grados File Save As Probtension (.Iges) Cosmos Abrir CDS Abrir Probtension Click Derecho En Probtension Study Add Segundo Analysis Type Static Components Apply Material To All Cooper Click Derecho Load B/C Restraint Cara Inferior Load B/C Load Forec -100000 Lbf Cara Superior Mesh Crate Global Size 0.1501 In Run Design Check Maxmium Normal Stress Next To Yield Strenght reas Below Fator Of Safety = 1 File Save As

Resultados

ConclusionesSe realiz una simulacin de ensayo de tensin de una probeta de cobre con el programa cosmos desing star, se observ cmo se daaba la probeta la tensin y la carga a la que se someta sin tener fracturas de la misma.



Laboratorio de diseo de elementos de maquinasPractica #8SIMULACION DE ESFUERZO A UN RESORTE Prof. Edith Miritza Ramrez AlvaradoNombre: Cecilia Garca BuentelloMatricula: 1575650Hora: Viernes, M5


Marco tericoCuando suponemos las fuerzas internas uniformemente distribuidas, se sigue de la esttica elemental que la resultante P de las fuerzas internas debe estar aplicadas en el centroide de C de la seccin. Esto significa que una distribucin uniforme de esfuerzos es posible nicamente si la lnea de accin de las cargas concentradas P y P pasa por el centroide de la seccin considerad. Este tipo de carga se conoce como carga axial centrada y supondremos que se produce en todos los elementos sujetos a dos fuerzas que encontramos en cerchas y en estructuras conectadas por articulaciones.Las cargas torsionales son cargas que producen o tienden a producir un movimiento de rotacin en la pieza o componente, por ejemplo, la fuerza que transmite un eje giratorio a un motor. El esfuerzo cortante es el esfuerzo interno o resultante de las tensiones paralelas a la seccin transversal de un prisma mecnico como por ejemplo una viga o un pilar. Este tipo de solicitacin formado por tensiones paralelas est directamente asociado a la tensin cortante. ste tiende a fraccionar o cortar el elemento sobre el cual acta y se utiliza para lograr que el elemento alcance el equilibrio.Un momento flexionante es lo que se genera al aplicar un par de fuerzas sobre algn elemento, ya sea viga o losa, y produce una flexin en el mismo elemento, pudiendo ser esta flexin negativa o positiva, es decir toma una regla de plstico entre tus manos por las orillas y aplica un peso en el centro, la deformacin que se genera es el resultado del momento flexionate.La fuerza de cortante o esfuerzo cortante es el esfuerzo interno o resultante de las tensiones paralelas a la seccin transversal de un prisma mecnico como por ejemplo una viga o un pilar. Este tipo de solicitacin formado por tensiones paralelas est directamente asociado a la tensin cortante. En ingeniera estructural, los esfuerzos internos son magnitudes fsicas con unidades de fuerza sobre rea utilizadas en el clculo de piezas prismticas como vigas o pilares y tambin en el clculo de placas y lminas.

Resultados

ProcedimientoMenu file new part plano 2 sketch circulo (r=40 mm) hlix height and revolution (300mm y 7 revoluciones)plano 1 circle en la parte inferior de la hlice r=12.43 sweep sweep section circulo sweep path hlice guardar resorte (.iges) Cosmos desing Abrir resorte study add tercero staticcomponents apply material to all ductile iron load b/c restraint parte inferior del resorte el circulo fija load b/c load force100000 psi cara superior mesh crate global size 0.1501 in ok run design check mximum normal stress next to ultimate strength areas below factor of safety =1 finish.

ConclusionesHicimos un resorte de hierro dctil en esta prctica y checamos si soportara las cargas aplicadas en el programa cosmos dresig star con las medidas que dimos , el material que se utiliz en el resorte no presento fractura alguna como tambin la deformacin. Durante la prctica tuve dificultades a razn del plano que seleccionaba.



Laboratorio de diseo de elementos de maquinasPractica #9SIMULACION DE TORQUE EN UN TORNILLO Prof. Edith Miritza Ramrez AlvaradoNombre: Cecilia Garca BuentelloMatricula: 1575650Hora: Viernes, M5

San Nicols de los Garza Marco tericoLa concentracin de esfuerzos es ocasionada por los cambios abruptos en lageometradel material, que puede ser por filetes y orificios generalmente. Otras formas de concentrar los esfuerzos puede ser la discontinuidad en el material (inclusiones), los esfuerzos residuales, las soldaduras,el trabajoen frio. Es importante estudiar la concentracin de esfuerzos porque un incremento traer como resultado una falla en el material. Losmtodospara calcular la concentracin de esfuerzos son; elmtodoanaltico usando laTeorade laelasticidad, el mtodo Numrico usando el mtodo de elemento finito y experimentalmente usando muy pequeas galgas extenciomtricas y por fotoelasticidad.A continuacin estudiaremos el mtodo de cmo obtener la grfica que nos servirn para describir cmo se comporta el factor de concentracin de esfuerzosKten una placa con filetes, con una sujecin en un extremo y una carga axial en el otro extremo. Los resultados obtenidos son independientes del tamao del elemento y del material utilizado; solo depende de las razones de los parmetros involucrados, es decir, de las razones r/h y H/h. El esfuerzo mximosmaxes obtenido mediante el mtodo de elemento finito utilizando elsoftwareSOLID WORKS. Para calcular el esfuerzo promediosprom=P/A utilizamos la carga axialPentre rea en la seccincrtica. Para obtener el factor de concentracin de esfuerzoKtdividimos elsmaxentre elsprom. Deber de considerarse que esteprocedimientoes vlido solo cuando elsmaxno exceda el lmite de proporcionalidad del material.

ProcedimientoMenu Nuevo Pieza Plano Alzado Normal A Polgono 6 Lados Extruir Aceptar Plano Alzado Circulo Extruir Hacia Adelante Aceptar Guardar (.Iges) Cosmos Design Star AbrirPieza (.Iges) Tornillo (rbol) Botn Derecho Study Add New Study Cuatro Static Part 1 (rbol) Botn Derecho Edit/Define Material AISI 1020 Loads B/C (Arbol) Restrain Fija Seleccionar Cara Inferior Del Tornillo Load B/C Load Load Type Torque 10000 Psi Se Selecciona La Cara Superior Del Tornillo Mesh (rbol) Botn Derecho Crate Global Size 0.1501 In Tornillo (Arbol) Run Botn Derecho Design Check Crate Mximum Normal Stress Next To Ultimate Strength Next reas Abajo Del Factor De Seguridad

Resultados

ConclusionesEn esta prctica hicimos un tipo de tornillo donde de estudio sus propiedades de diseo y no present ninguna fractura por el efecto que la carga dio, tambin agregamos factor de seguridad y aprendimos el anlisis por elementos infinitos por medio de la simulacin.



Laboratorio de diseo de elementos de maquinasPractica #10SIMULACION DE LOS MODOS DE VIBRACION EN UNA VIGA Prof. Edith Miritza Ramrez AlvaradoNombre: Cecilia Garca BuentelloMatricula: 1575650Hora: Viernes, M5

San Nicols de los Garza Marco tericoLa frecuencia natural es la frecuencia a la que un sistema mecnico seguir vibrando, despus que se quita la seal deexcitacin. A veces se le llama lafrecuencia de resonanciapero eso no es correcto, ya que la frecuencia de resonancia es la frecuencia a la que vibrara el sistema, si no hubiera amortiguacin.Una frecuencia de resonancia es una frecuencia natural de vibracin determinada por los parmetros fsicos del objeto vibrante. Esta misma idea bsica de frecuencias naturales determinadas fsicamente, se aplica a travs de la fsica, a la mecnica, la electricidad y el magnetismo, e incluso a todo el mbito de la fsica moderna. Algunas de las implicaciones de las frecuencias de resonancia son las siguientes:1. Es fcil conseguir que un objeto vibre a sus frecuencias de resonancia, pero difcil de conseguir que vibre en otras frecuencias.2. Un objeto que vibra, tomar sus frecuencias de resonancia de una excitacin compleja. Vibra a esas frecuencias "filtrando" fundamentalmente otras frecuencias presentes en la excitacin.3. La mayora de los objetos que vibran tiene mltiples frecuencias de resonancia.El objetivo delAnlisis modalen lamecnica estructurales determinar las frecuencias naturales y modos de vibrar de un objeto o estructura durantevibracinlibre. Es comn utilizar elMtodo de los elementos finitos(MEF, o FEM por sus siglas en ingls) para desarrollar el anlisis porque, como en otros clculos usando el MEF, el objeto que se analiza puede tener formas arbitrarias y los resultados de los clculos son aceptables. Los tipos de ecuaciones que surgen del anlisis modal son vistas en Sistemas propios. La interpretacin fsica de losvalores propiosyvectores propios, los cuales vienen de resolver el sistema, representan las frecuencias y modos de vibrar correspondientes. A veces, los nicos modos deseados son los correspondientes a las menores frecuencias porque pueden ser los modos predominantes en la vibracin del objeto.Tambin es posible determinar las frecuencias naturales y modos de vibrar de un objeto mediante ensayos experimentales. En este caso, el procedimiento se denomina anlisis modal experimental. Los resultados de las pruebas experimentales pueden usarse para calibrar un modelo de elementos finitos para determinar si las hiptesis subyacentes hechas fueron correctas (Por ejemplo, propiedades correctas de materiales y condiciones de borde consideradas en el modelo).El puente de Tacoma Narrows, que fue construido en el ao 1940 y fue conocido comoGalloping Gertie, se convirti tempranamente en uno de los ms famosos de la historia, pero no precisamente por su belleza o su tamao.Con una longitud de 1600 metros y construido con vigas de acero ancladas a grandes bloques de hormign, era el tercer puente colgante ms grande del mundo cuando se inaugur, muy cerca de la ciudad estadounidense de Seattle.La estrepitosa cada del puente de Tacoma NarrowsEl da de 7 noviembre de 1940amaneci con buen tiempo y un poco de brisa. Haban pasado solo unos pocos meses desde la inauguracin del puente y todo pareca normal, sin embargo nadie poda esperarse lo que ocurrira ese da y que producira una de las imgenes ms impresionantes de la historia de la ingeniera.Con un viento de alrededor de 65 kilmetros por hora que soplaba de manera constante, el puente comenz a moverse peligrosamente y a oscilar como si se tratara de una bandera, lo cual llam poderosamente la atencin de los que estaban viendo semejante espectculo.Tras poco ms de una hora en esta situacin de vaivenes y sacudidas, el puente se desmoron y cay hecho pedazos al agua. Afortunadamente no hubo que lamentar la prdida de ninguna vida.

ProcedimientoSolid Works File New Part Plano 1 Sketch Lnea Se Traza El Perfil De La Viga (I Latina) Extruir ( 370 Cm) File Save As Viga (.Iges) Cosmos desing Boton Derecho En Viga Study Add Quinto Frequency En Analysis Type Components Apply Material To All Acero AISI 1020 Load B/C Restraint Las Dos Caras En Forma De I Fixed Mesh Create Global Size 0.1501 In Run Agregar Los Modos Restantes

Resultados

ConclusionesEn esta prctica aprendimos a realizar un viga que se deformaba en la cual presentaba las variaciones de la frecuencia, se observ que cuando aumentaba la frecuencia se iva deformando mas.

lab de diseño de maquinas y herramientas

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