Introducción a los Elementos Finitos con Ansys Workbench (Sesión 4)

Introducción a los Elementos Finitos
con 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 y
celeste es acero AISI 1020. Considererar como carga axial de pretensión de los tornillos igual a 66.667
KN. Utilizar una carga remota para introducir las fuerzas de 1100 N.
Figura 1: Configuración de los conectores tipo tornillo.
1
2
38.1
.2
12
127
.4
25
3x
38.1
63.5
ANÁLISIS MODAL - ENSAMBLAJE
25.4
127
12.7
25.4
419.1
Figura 2: Dimensiones del ensamble
2
ANÁLISIS MODAL - ENSAMBLAJE
SI NO SE INDICA LO CONTRARIO:
LAS COTAS SE EXPRESAN EN MM
ACABADO SUPERFICIAL:
TOLERANCIAS:
LINEAL:
ANGULAR:
REBARBAR Y
ROMPER ARISTAS
VIVAS
ACABADO:
NO CAMBIE LA ESCALA
REVISIÓN
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.
NOMBRE
FIRMA
FECHA
TÍTULO:
D
DIBUJ.
VERIF.
APROB.
FABR.
MATERIAL:
CALID.
PESO:
bolt joints
N.º DE DIBUJO
0
HOJA 1 DE 1
ESCALA:1:5
20
0
R3
15
11
1
70
R2
R1
0
0
10
10
20
D
120
Figura 3: Ensamblaje de un rotor.
SECCIÓN D-D
ESCALA 1 : 1.5
2
SI NO SE INDICA LO CONTRARIO:
LAS COTAS SE EXPRESAN EN MM
ACABADO:
REBARBAR Y
ROMPER ARISTAS
NO CAMBIE LA ESCALA
REVISIÓN
A4
3
3
OPTIMIZACIÓN - DESIGN XPLORER
OPTIMIZACIÓN - DESIGN XPLORER
Ejemplo 3. Minimizar la masa de la placa de la Figura 4 [3] considerando como carga una presión
de 50 MPa en las tres aristas. Considerar como restricciones: Dimensión 30 mm (límite inferior: 20
mm y límite superior: 30 mm), radio de redondeo 10 mm (límite inferior: 5 mm y límite superior: 15
mm) y tensión máxima de Von-Mises de 100 MPa.
0
40
R1
30
300
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 estar
entre los límites de 50 mm y 100 mm (inicial), corte inferior (pieza de color azul) entre los límites 100
mm (inicial) y 250 mm y altura (Pieza de color celeste) entre los límites de 375 mm (inicial) y 150
mm, el desplazamiento máximo no debe exceder 1 mm y una tensión máxima de Von-Mises de 150
MPa.
SI NO SE INDICA LO CONTRARIO:
LAS COTAS SE EXPRESAN EN MM
ACABADO SUPERFICIAL:
TOLERANCIAS:
LINEAL:
ANGULAR:
NOMBRE
REBARBAR Y
ROMPER ARISTAS
VIVAS
ACABADO:
FIRMA
FECHA
NO CAMBIE LA ESCALA
REVISIÓN
TÍTULO:
DIBUJ.
VERIF.
APROB.
FABR.
CALID.
MATERIAL:
N.º DE DIBUJO
PESO:
ESCALA:1:2
3
plato triangular
HOJA 1 DE 1
A4
3
660
127
13
25
37
5
R76
148
R1
3
229
508
100
76
25
203
R2
5
OPTIMIZACIÓN - DESIGN XPLORER
102
102
R76
254
305
100
356
76
25
NOMBRE
DIBUJ.
VERIF.
APROB.
Figura REBARBAR
5: Frame.
Y
ACABADO:
FIRMA
NO CAMBIE LA ESCALA
ROMPER ARISTAS
VIVAS
FECHA
4
4
SI NO SE INDICA LO CONTRARIO:
LAS COTAS SE EXPRESAN EN MM
ACABADO SUPERFICIAL:
TOLERANCIAS:
LINEAL:
ANGULAR:
32
7
18
TÍTULO:
REVISIÓN
REFERENCES
4
FATIGA
Ejemplo 5. El eje mostrado en la Figura 6 [5] está sometido a una carga vertical de 7 KN y un
torque 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