Introducción a los Elementos Finitos con Ansys Workbench
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Introducción a los Elementos Finitoscon Ansys Workbench (Sesión 4)
Elmer Bazán Córdova
January 24, 2015
1 CONECTORES DE TORNILLO (BOLTS)
Ejemplo 1. Dado el ensamble mostrado en la Figura 1 [1]. El material de las piezas amarilla yceleste es acero AISI 1020. Considererar como carga axial de pretensión de los tornillos igual a 66.667KN. Utilizar una carga remota para introducir las fuerzas de 1100 N.
Figura 1: Configuración de los conectores tipo tornillo.
1
2 ANÁLISIS MODAL - ENSAMBLAJE
25.
4 1
2.7
127
38.
1
38.1 63.5
25.4
25.4 3x
12.2
127
419.1
bolt jointsPESO:
A4
HOJA 1 DE 1ESCALA:1:5
N.º DE DIBUJO
TÍTULO:
REVISIÓNNO CAMBIE LA ESCALA
MATERIAL:
FECHAFIRMANOMBRE
REBARBAR Y ROMPER ARISTAS VIVAS
ACABADO:SI NO SE INDICA LO CONTRARIO:LAS COTAS SE EXPRESAN EN MMACABADO SUPERFICIAL:TOLERANCIAS: LINEAL: ANGULAR:
CALID.
FABR.
APROB.
VERIF.
DIBUJ.
Figura 2: Dimensiones del ensamble
2 ANÁLISIS MODAL - ENSAMBLAJE
Ejemplo 2. Calcular los 6 primeros modos de vibración del ensamblaje mostrado en la Figura 3[4]. Considerar las superficies inferiores de los soportes como fijos.
110
R30
70
D
D
15
10
120
20
10
R10 R20
20
1
SECCIÓN D-DESCALA 1 : 1.5
rotor_ensamblajePESO:
A4
HOJA 1 DE 1ESCALA:1:5
N.º DE DIBUJO
TÍTULO:
REVISIÓNNO CAMBIE LA ESCALA
MATERIAL:
FECHAFIRMANOMBRE
REBARBAR Y ROMPER ARISTAS VIVAS
ACABADO:SI NO SE INDICA LO CONTRARIO:LAS COTAS SE EXPRESAN EN MMACABADO SUPERFICIAL:TOLERANCIAS: LINEAL: ANGULAR:
CALID.
FABR.
APROB.
VERIF.
DIBUJ.
Figura 3: Ensamblaje de un rotor.
2
3 OPTIMIZACIÓN - DESIGN XPLORER
3 OPTIMIZACIÓN - DESIGN XPLORER
Ejemplo 3. Minimizar la masa de la placa de la Figura 4 [3] considerando como carga una presiónde 50 MPa en las tres aristas. Considerar como restricciones: Dimensión 30 mm (límite inferior: 20mm y límite superior: 30 mm), radio de redondeo 10 mm (límite inferior: 5 mm y límite superior: 15mm) y tensión máxima de Von-Mises de 100 MPa.
40
30
300
R10
plato triangularPESO:
A4
HOJA 1 DE 1ESCALA:1:2
N.º DE DIBUJO
TÍTULO:
REVISIÓNNO CAMBIE LA ESCALA
MATERIAL:
FECHAFIRMANOMBRE
REBARBAR Y ROMPER ARISTAS VIVAS
ACABADO:SI NO SE INDICA LO CONTRARIO:LAS COTAS SE EXPRESAN EN MMACABADO SUPERFICIAL:TOLERANCIAS: LINEAL: ANGULAR:
CALID.
FABR.
APROB.
VERIF.
DIBUJ.
Figura 4: Plato triangular.
Ejemplo 4. Una fuerza de 22.25 KN é aplicado en la parte inferior del clindro de la Figura 5 [2].Minimizar el peso considerando las siguientes restricciones: altura (Pieza de color azul) debe estarentre los límites de 50 mm y 100 mm (inicial), corte inferior (pieza de color azul) entre los límites 100mm (inicial) y 250 mm y altura (Pieza de color celeste) entre los límites de 375 mm (inicial) y 150mm, el desplazamiento máximo no debe exceder 1 mm y una tensión máxima de Von-Mises de 150MPa.
3
3 OPTIMIZACIÓN - DESIGN XPLORER
R25
375 R76
356 100
102
R13
203
R76
13
100
148
660
25
102
7
6
254 305
25
127
229
508
324
25
187
76
PressPESO:
A4
HOJA 1 DE 1ESCALA:1:10
N.º DE DIBUJO
TÍTULO:
REVISIÓNNO CAMBIE LA ESCALA
MATERIAL:
FECHAFIRMANOMBRE
REBARBAR Y ROMPER ARISTAS VIVAS
ACABADO:SI NO SE INDICA LO CONTRARIO:LAS COTAS SE EXPRESAN EN MMACABADO SUPERFICIAL:TOLERANCIAS: LINEAL: ANGULAR:
CALID.
FABR.
APROB.
VERIF.
DIBUJ.
Figura 5: Frame.
4
REFERENCES
4 FATIGA
Ejemplo 5. El eje mostrado en la Figura 6 [5] está sometido a una carga vertical de 7 KN y untorque de 107 KN.m.
Figura 6: Dimensiones del eje.
References
[1] Dassault Systemes SolidWorks Corporation. Solidworks Simulation 2011. 2010.
[2] Dassault Systemes SolidWorks Corporation. SolidWorks Simulation Professional 2011. 2010.
[3] H. Huang. Finite Element Simulation with Ansys Workbench 12. SDC Publications, 2010.
[4] K. Lawrence. Ansys Workbench Tutorial. SDC Publications, 2006.
[5] J. Shigley. Projeto de Engenharia Mecânica. Bookman, 7 edition, 2005.
5