Integrantes:
Azpurrua, Madeleine Madelein e Brown, Kristyn Ramos, Harlee
Investigación #1 Diseño Mecánico Grupo: 1II132
Fecha: 22/08/16
4-774-1134 8-884-2069 8 –902 –1784
Problema #1: El diseñador en ingeniería debe crear (inventar) el concepto y la conectividad de los elementos que constituyen el diseño y además no debe perder de vista la necesidad de desarrollar la idea o ideas teniendo en mente la optimización. Una cifra de mérito puede ser el costo, que se relaciona con la cantidad de material empleado(volumen o peso). Cuando se piensa en eso, el peso es una función de la geometría y la densidad. Cuando el diseño se desarrolla, encontrar el peso es una tarea simple, algunas veces tediosa. La cifra representa una estructura simple de una mensual con soportes que se proyectan desde una columna de pared. La mensual soporta un malacate de cadena caída. Se usan juntas articuladas para evitar la flexión. El costo de una articulación se aproxima por medio medio de la ecuación $= ,donde es el costo de la articulación por unidad de peso, A es él área de la sección transversal de la articulación prismática, l es la longitud de la articulación de perno a perno y y es el peso específico. Para estar seguro , esta es una aproximación porque no se han tomado desiciones respecto a la forma geométrica de las articulaciones o de sus accesorios. Si se investiga el costo ahora en esta forma aproximada, tal vez se detecte si un conjunto particular de proporciones de la mensual es ventajosa. ¿Existe un ángulo preferible?.. Demuestre que la cifra de mérito se expresa como:
Donde w es el peso del malacante y la carga y S es la carga permisible de tensión o compresión en el material de la articulación(sin acción de la columna). ¿Es independiente la desiciones del ángulo de las otras? ¿Cuál es el ángulo deseable que corresponde al menor costo?
Costo total Si
$ = ¢ Υ ⟶ $ = ¢ Υ ¢ 2 2 Υ $ = ¢ Υ ( 2 2) = ⇒ = ∙ 2 cos 2] $ = ¢ Υ [∙sin cos ∙sin ¢ Υ W 1 $ = 2 [cos∙sin cos ] sin ¢ ΥW 1(cos)2
Supongamos:
$ = 2 cos∙sin
Problema #2: 1-9 en la figura se representa una variación conceptual para el problema de la ménsula (problema 1-8). La carga W se va a soportar a una distancia x desde los soportes de la ménsula. Si el costo de las dos articulaciones se expresa como $ = - ( γ1¢1A1l1 + γ2¢2A2l2), ¿Hay alguna ventaja en los ángulos α y β?
Demuestre que:
γ¢ (+)
cdm =
=
DESARROLLO:
∑=0 F1 cosα F2 cos β F1 =
0
−
∑=0
F1 senα
F1 =
W F2 senβ
+
Igualando
− = + α β - 2 βCosα = WCosα 2 2(αβ) = WCosα F = L = (+) () F = = A = (+) (+) 2
1
1
1
$ = - (γ1¢1A1l1 + γ2¢2A2l2)
∙ (+) () ∙(+ ) ()
$ = - γ¢
x
L
x
α
L
() A = L2 = 2
$= -
γ¢x (+)
Problema #3: La ingenieria alrederdor del año 350 a.C. consistia de la duplicacion de diseños que funcionaban con anterioridad, agregandoles solo algunos cambios marginales. Aristoteles (384- 322 a. C.) en su obra Problemas de maquinas demostro que podia calcular momntos y reacciones de vigas en voladizo y simplemente apoyadas y sabia que en momento demasiado alto conducia al colapso. En momento que provoca el colapso se incrementa al doble si el ancho de la sección tranasversal rectangular aumenta al doble, y se cuadruplica si la profundidad se eleva al doble. En una viga simplemente apoyada, una carga que seria segura en el centro se colocaría en cualquier parte y el momento mayor ocurría bajo una carga central. Al observar vigas exitosas existentes, se podrían proporcionar vigas nuevas. ¿Qué magnitud de la carga se colocoría en una viga de madera de abeto con una seccion trnasversal de 4x4 pulg, de 160 pulg de longitud, simplemente apoyada, si una viga de abeto existente en cantilever de 2x2x12 pulg ha soportado una carga de 155 lbf en su extremo por años? Usted debe pensar que un aprendiz de Aristóteles. Para su conveniencia las unidades no son dracmas ni cúbitos y no es necesario que realice un calculo con numero romanos. Sin embargo, como el signo de igualidad primero se empleo en Whestone of Wit de Robert Record en 1557. El concepto de esfuerzo, introducido por Cauchy en 1882, tampoco esta disponible. En ese tiempo, las politicas de evaluación eran ojo por ojo, por lo que un ingeniero cuyo trabajo lesionaba a alguien, sufria el mismo destino. Respecto a las lesiones fatales. ¡Ni pregunte!.
Problema #4: Proponga un diseño para las siguietes necesidades:
Soporte para un saco de boxeo con las siguientes especificaciones: Peso= 60 lbs, Dia= 13 plg, altura= 36 plg, posee 4 tirantes pegados en la periferia superior para colgarlo a una cadena. Los tirantes al unirse mediante una argolla en el otro extremo distan 6 plg de altura respecto a la tapa superior del saco y la cadena que le sigue mide 9 plg. Materiales • •
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Acero inoxidable al cromo níquel. Tornillos hexagonales de acero zincado, huachas y tuercas. Plástico PVC. Tornillo de gancho de acero. Material de soldadura. Recubrimientos de pintura en polvo al horno para aceros inoxidables. Recubrimientos de plásticos termoestables para contrapesos de la estructura. Recubrimientos de PVC para tapones de las extremidades.
Presupuesto
Nombre del Material Tubo de acero 2 x 3/16 " Tornillos hexagonal 3/8" Tuercas Arandelas planas (dos arandelas por tornillo) Tornillo de gancho o argolla 1 ½ x 3/8"
Cantidad 2 23 23 46 1 Totales
Análisis de la estructura •
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El tornillo de argolla seleccionado posee una capacidad de soporte de 200 lb Aproximadamente la estructura será capaz de soportar 100 lb, considerando factores como: la dureza del acero y los contrapesos recubiertos con plástico termoestables.
Precio Unitario $35.00 $0.45 $0.25 $0.10 $0.99 $36.79
Precio $70.00 $10.35 $5.75 $4.60 $0.99 $91.69
Vistas ortogonales del soporte diseñado
Máquina para ejercitar las piernas de personas tales como ancianos sedentarios Considere: Introducir algún elemento innovador, especificar materiales y dimensiones, simplificar los procesos de manufactura y ensamblaje. Presentar un grafico o dibujo y una representación de su propuesta. Materiales • • • • • • •
Acero inoxidable Tornillos, huachas y arandelas Pedales de basa plástica y metálica Colgador de cobre Material de soldadura Recubrimientos de pintura en polvo al horno para aceros inoxidables Recubrimientos de plástico de PVC para tapones de extremidades.
Presupuesto Nombre del Material
Cantidad
Precio Unitario
Precio
Tubo de acero de 2 3/16 " Tornillos cabeza estrella de 5/8" Tuercas para tornillo hexagonal Tornillo hexagonal 3/8 " Arandelas planas para tornillos hexagonales Pedales con base plástica y metálica
1 8 8 2 2 2
$35.00 $0.05 $0.25 $0.45 $0.45 $25.00 $61.20
$35.00 $0.40 $2.00 $0.90 $0.90 $50.00 $89.20
Totales Análisis de la estructura •
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Según el material utilizado y las juntas de soldadura proporcionan un gran soporte hasta 300 lb. Perfecto para realizar ejercicios de rehabilitación para personas mayores o para mantenerse físicamente activo. Con resistencia regulable: puede aumentar o reducir la resistencia. Ejercita los músculos del muslo, así como los músculos de la parte superior e inferior de la espalda.
Vistas ortogonales de la maquina diseñada
