PROYECTO FINAL, DISEÑO COMPUTARIZADO COMPUTARIZADO
Alumno:
P'o.!so': Cu'so:
2#!'n!s 34 )! En!'o )! 5436
Constanza Gonzl!z G" D#!$o %l&a'!z F!l#(! L#$!t# P!)'o *a+u! D#!$o Cont'!'as Pat'##o *ao-s Clau)#o Ga Ga'/a 0! 0!''!'a" D#s!1o Com(uta'#za)o"
Tabla de Contenidos Introducción:................................................................................................................................................3 Presentación del problema:..........................................................................................................................4 Elección de material:...............................................................................................................................5 Descripción del conjunto:........................................................................................................................6 Condiciones de diseño.............................................................................................................................7 odelos propuestos:................................................................................................................................! "uer#a de impacto....................................................................................................................................$ %n&lisis en %'()(................................................................................................................................** Calculo de soldadura..............................................................................................................................*+ Conclusiones..............................................................................................................................................*4
+
Introducción: En las #n)ust'#as !7#st!n un s#n./n )! m+u#nas, m!an#smos 8 !l!m!ntos n!!sa'#os (a'a (o)!' o-t!n!' la al#)a) 9(t#ma )! un ('o)uto o s!'&##o +u! s! )!s!a ('!sta'" S#n !m-a'$o, un m/n#mo (o'!nta! )! !stas !m('!sas t#!n!n ono#m#!nto '!al )! los (!l#$'os !n ual!s los o(!'a)o'!s s! !n.'!ntan )#a'#am!nt! (a'a lo$'a' +u! !st! t'a-ao s! lo$'! on'!ta'" Pa'a !sto, $!n!'alm!nt! !7#st! un '!a !s(!#al#za)a !n los '#!s$os +u! !sto #m(l#a, )!nom#na)a: ;('!&!n#9n )! '#!$os<" Esta '!a s! !na'$a )! ('!&!n#' (os#-l!s a#)!nt!s +u! !l o(!'a)o' (u!)! t!n!' )u'ant! una 'uta )! ('o!so, )!nt'o )! los ('o!sos '/t#os !7#st!n a#)!nt!s )! )#st#nta /n)ol!, 8a s!a (o' ('! ('o!sos, (ost ('o!so o '!('o!sos, s#n !m-a'$o !7#st!n ot'os (os#-l!s a#)!nt!s '!la#ona)os !7lus#&am!nt! on !l man!o )! &!=/ulos moto'#za)os )!nt'o )! una (lanta omo lo son las ;$'>as =o'+u#llas<" Estos &!=/ulos son los !na'$a)os )! t'ans(o'ta' la mat!'#a ('#ma, ('o)uto t!'m#na)o o ('o)uto !n ('o!so =a#a las )#st#ntas '!as +u! la =oa )! ('o)u#9n o s!'&##o lo am!'#t!" Pa'a '!al#za' )#=o t'a-ao, !n los asos ms '/t#os, los o(!'a)o'!s )!-!n monta' o )!smonta' !l!m!ntos )! ton!la!s s#$n#.#at#&os a $'an)!s altu'as, ('o(o'#onan)o un (os#-l! '#!s$o )! #m(ato )! ('o)uto (a'a !l o(!'a)o'" En !l ('!s!nt! #n.o'm! s! !&al>a 8 ('o(on! una solu#9n (a'a !&#ta' )#=o ('o-l!ma, omo lo !s una ('ot!#9n )!smonta-l! ont'a a/)a )! o-!tos (a'a una $'>a =o'+u#lla, (o' lo ual s! !stu)#a su &#a-#l#)a) 8 un aso '#t#o )!nt'o )! las )#st#ntas o(!'a#on!s +u! s! '!al#zan, a)!ms, una !&alua#9n )! osto 8 !'$onom/a )! )#=o )#s!1o" Pa'a lo$'a'lo, s! )#s!1a' un mo)!lo !n ?D m!)#ant! !l so.t@a'! Sol#)o'Bs 8 (ost!'#o'm!nt! s! a(l#a'n las on)##on!s ./s#as al ('o-l!ma m!)#ant! !l so.t@a'! Ans8s"
3
Presentación del problema: S! )!s!a )#s!1a' una !st'utu'a )! ('ot!#9n )! a-#na ont'a a/)a )! o-!tos (a'a una $'>a =o'+u#lla +u! !s a(az )! l!&anta' ?444 B$ a una altu'a )!t!'m#na)a, to)o !sto (a'a !l aso =#(ott#o 8 '/t#o +u! al mom!nto )! l!&anta' la a'$a, !sta no !st -#!n monta)a !n la $'>a 8 s! )!s('!n)a )!s)! una altu'a m7#ma )! la $'>a, a8!n)o !n la !st'utu'a )! ('ot!#9n (a'a !l o(!'a)o'" Tal omo lo mu!st'a la .#$u'a"
Ilustración 0-1 Vuelco de material en grua horquilla
El mo)!lo )! '!.!'!n#a a ut#l#za' !s una $'>a om!'#al TOYOTA Com-ust#9n FG54FD54" En sus !s(!#.#a#on!s tn#as (os!! una altu'a m7#ma (a'a la =o'+u#lla )! ?64mm 8 una altu'a )!s)! la -as! =asta la a-#na )! ('ot!#9n )! 534mm )an)o una altu'a m7#ma (a'a (os#-l! a/)a )! !l!m!nto )! 3H4 mm
Ilustración 0-2 Grúa comercial marca: Toyota
4
Elección de material: Las &#$as s!l!#ona)as (a'a s#mula' la ('o-l!mt#a )!l ('o8!to son )! t#(o tu-ula' )! s!#9n ua)'a)a" Estas son mu8 !.##!nt!s 8 !.!t#&as omo !l!m!ntos !st'utu'al!s (a'a so(o'ta' ual+u#!' t#(o )! sol##ta#9n )!-#)o a +u! !l mat!'#al !st )#st'#-u#)o un#.o'm!m!nt! !n la s!#9n, a)!ms t#!n!n una '#$#)!z !l!&a)a a la to's#9n, lo +u! los =a! ms '!s#st!nt!s al (an)!o lat!'al (o' .l!7o to's#9n" El mat!'#al !m(l!a)o (a'a !stas &#$as !s !l AISISAE ?4, a!'o )! m!)#o a'-ono al!a)o on C'omo 8 Mol#-)!no 8 on t'atam#!ntos )! t!m(la)o 8 '!&!n#)o al!ntam#!nto )! la (#!za lu!$o )! '!al#za' !l t!m(l! (a'a )#sm#nu#' su .'a$#l#)a)J" S! =a !l!$#)o (o' su alta '!s#st!n#a 8 -u!na t!na#)a) a(a#)a) (a'a a-so'-!' !n!'$/a )! )!.o'ma#9nJ, a)!ms )! su m!)#ana t!m(la-#l#)a) (!n!t'a#9n )!l t!m(l!, !n.'#am#!nto '(#)o )! la (#!za (a'a o-t!n!' ma8o' )u'!zaJ" Estas a'at!'/st#as =a!n +u! !l mat!'#al s!a a(to (a'a $'an)!s !7#$!n#as m!n#as omo !s !l aso )! la a/)a )! una masa )! ?444B$" La '!s#st!n#a a la t!ns#9n )! 'u(tu'a !s )! 3334MPa 8 la '!s#st!n#a a la .lu!n#a !s )! H34MPa" Po' ot'o la)o, la no'ma SAE So#!)a) )! #n$!n#!'os automoto'!sJ !sta-l!! una nom!nlatu'a 8 om(os##9n
)! los a!'os (a'a ('o)uto'!s 8 onsum#)o'!s, (ost!'#o'm!nt!, AISI Inst#tuto
am!'#ano )!l =#!''o 8 !l a!'oJ !7(an)#9 !sta las#.#a#9n" En !st! s#st!ma, los a!'os s! #)!nt#.#an on uat'o )/$#tos ?4 !n !st! asoJ, !l ('#m!'o !s(!#.#a la al!a#9n ('#n#(al, !l s!$un)o #n)#a !l (o'!nta! a('o7#ma)o )!l !l!m!nto ('#n#(al 8 on los )os >lt#mos )/$#tos s! ono! la ant#)a) )! a'-ono ('!s!nt! !n la al!a#9n" Pa'a la .a-'#a#9n )! las &#$as !n C=#l!, !7#st!n una $'an ant#)a) )! ('o&!!)o'!s )! !stas !n (!'.#l ua)'a)o, s#n !m-a'$o, solo son o.'!#)as !n a!'os SAE3434344" Es n!!sa'#o '!al#za' un (!)#)o !s(!#al (a'a um(l#' on los '!+u!'#m#!ntos sol##ta)os" Em('!sas omo Ku(.!' S"A, A!'os 'a&o 8 A!'os Ot!'o, to)as u-#a)as !n la '!$#9n M!t'o(ol#tana, t#!n!n )!nt'o )! sus atlo$os -a''as ma#zas )! a!'o SAE 34, (o' lo tanto, om!'#alm!nt! s! !nu!nt'an )#s(on#-l!s !n !l m!'a)o" S! '!u''! a s!'&##os a)##onal!s (a'a .a-'#a' la s!#9n ua)'a)a, (a'a !llo, s! ontata a ma!st'anzas !s(!#al#za)as !n .a-'#a' &#$as a (!)#)o omo U(m!tal 8 SACK S"A" Las m!)#)as )!l (!'.#l son )! 47475 mm" Las olumnas +u! so(o'tan la zona su(!'#o' )! la a-#na !stn !m(ot'a)as !n su !7t'!mo #n.!'#o' (o' m!)#o )! (!'nos M ASTM, .a-'#a)os on a!'os al a'-ono, t!m(la)os 8 '!&!n#)os, )#s(on#-l!s !n !l m!'a)o !n !m('!sas omo In.o(!' 8 Eu'o(!', u-#a)as !n Sant#a$o"
5
Descripción del conjunto: En la #lust'a#9n 4?, s! o-s!'&a !l !nsam-l! s! mu!st'an las )#st#ntas !st'utu'as +u! on.o'ma la a-#na )! s!$u'#)a) !num!'an)o a)a !l!m!nto +u! lo om(on!" En !st! mo)!lo, !stn ('!s!nt!s los om(on!nt!s +u! son !nt'o )! !stu)#o:
Ilustración 0-3 Caina de !rotección !ro!uesta
3" Plaa (lana: En la #lust'a#9n 4? s! (u!)! a('!#a' la (laa su(!'#o' )! la a-#na )! ('ot!#9n !l!m!nto 3J, +u! o''!s(on)! a un a!'o AISI ?4 t!m(la)o a 4 +u#!n (os!! un m9)ulo )! !last##)a) )! 54GPa, un l/m#t! )! .lu!n#a )! H34 MPa 8 un l/m#t! a la 'u(tu'a )! 3334 MPa on )#m!ns#on!s 3444mm )! an=o, 344mm )! la'$o 8 un !s(!so' )! ?mm" El (at'9n )! )#s!1o )! la (laa ons#st! !n =a!' o#n#)#' la su(!'.##! #n.!'#o' on la '!#lla )! ('ot!#9n (a'a aum!nta' la '#$#)!z )!l s#st!ma 8 +u! al mom!nto )! a!' !l o-!to a la a-#na )! ('ot!#9n, ont!nta una ma8o' '#$#)!z" 5" Columnas =o'#zontal!s: En la #lust'a#9n 4? s! a('!#an las olumnas u-#a)as !n la (a't! (ost!'#o' )! la a-#na !l!m!nto 5 8 Las olumnas +u! so(o'tan la zona su(!'#o' )! la a-#na !stn !m(ot'a)as !n su !7t'!mo #n.!'#o' (o' m!)#o )! (!'nos M ASTM, .a-'#a)os on a!'os al a'-ono, t!m(la)os 8 '!&!n#)os, )#s(on#-l!s !n !l m!'a)o !n !m('!sas omo In.o(!' 8 Eu'o(!'" Las )#m!ns#on!s )! las olumnas son #)nt#as tanto (a'a !l !l!m!nto 5 8 , (!'.#l!s ua)'a)os )! 474mm on un !s(!so' )! 5mm" El la'$o (a'a !l 6
!l!m!nto 5 !s )! 3444mm, m#!nt'as +u! !l !l!m!nto (os!! un la'$o )! 344mm 8 una #nl#na#9n )! 6H )!s)! !l su!lo" ?" R!#lla )! so(o't! La '!#lla )! so(o't! !l!m!nto J ons#st! !n 3 &#$as on lon$#tu) 3444mm, 8 )! un (!'.#l ua)'a)o )! 474mm, on un !s(!so' )! 5mm, !stas &an un#)as -ao un so(o't! !l!m!nto ?J )! lon$#tu) 344mm" Los !l!m!ntos son sol)a)os !n !l so(o't! !l!m!nto ?J (a'a $!n!'a' la '!#lla 8 .#nalm!nt! )a' la $!om!t'/a )!s!a)a )! a-#na"
Condiciones de diseño •
El om(o'tam#!nto )! '#$#)!z )! la !st'utu'a !s )! a't!' l#n!al
•
El lulo )! .u!'za )! #m(ato
•
Mat!'#al )! (!'.#l!s AISI ?4
•
Las un#on!s son sol)a)as on AS : E3543
•
EL o-!to +u! a! )!s)! una altu'a )! 344mm
•
El o-!to +u! #m(ata t#!n! una '#$#)!z m!no' a la )! la !st'utu'a
•
Los (!'.#l!s )! las )#m!ns#on!s !s(!#.#as (u!)!n s!' sol##ta)as !n !l om!'#o a (!)#)os )!-#)o a la $'an '!s#st!n#a )!l mat!'#al
•
Es(!#.#a#on!s )! las on)##on!s )! t'a-ao No'ma ISO 4
•
7
Modelos propuestos: D!nt'o )! al$unos mo)!los '!al#za)os !n SOLIDORKS, la )#.#ulta) m7#ma .u alula' la '!al .u!'za )! #m(ato a la ual la !st'utu'a !st som!t#)a, t!n#!n)o !n ons#)!'a#9n la '#$#)!z )! la !st'utu'a 8 omo on!tan )#=os !l!m!ntos !nt'! s/" Modelo 1
Modelo 2
Modelo 3
!
Al '!al#za' !l lulo anal/t#o )! la .u!'za )! #m(ato +u! )!-#!s! $!n!'a' !l u!'(o )! ?444B$, '!sultan &a'#a)os '!sulta)os, to)os !stos )!(!n)#!n)o )! la .o'ma 8 lulo )! '#$#)!z )! las )#.!'!nt!s !st'utu'as" Pa'a t!n!' una #)!a !st#mat#&a )! la .u!'za +u! so(o'ta las )#.!'!nt!s !st'utu'as, s! ('o(on! un mo)!lo s#m(l#.#a)o +u! ons#st! !n )os &#$as a't#ula)as, a't#ula)as un#)as (o' un t'a&!sa1o tal omo lo mu!st'a la #lust'a#9n 4:
Ilustración 0-" esquema sim!li#cado de $aula de !roteccion %#o!s&
Al mom!nto )! #m(ato, la masa t!n)' una !n!'$/a (ot!n#al #$ual a: U potencial= m∙ g ( h + δ )
S# la masa )!l o-!to +u! #m(ata !s ons#)!'a-l!m!nt! ms $'an)! om(a'a)a on la masa )! la &#$a, s! (u!)!n '!al#za' las s#$u#!nt!s su(os##on!s: •
El (!so +u! a! s! (!$a a la &#$a 8 s! mu!&! on !lla
•
No ou''!n (!')#)as )! !n!'$/a
•
S# la altu'a !s ons#)!'a-l!m!nt! ma8o' al !s(!so' )! la &#$a, la
δ s! (u!)! )!s('!#a' !n
la !7('!s#9n )! !n!'$/a (ot!n#al Pa'a !l t'a&!sa1o, la !n!'$/a )! )!.o'ma#9n !s )!:
$
L /2
U f 1 =2
∫ 0
( ) 2
M 1 dx = 2 EI EI
L /2
∫ 0
( )
P a dx = 96 EI
( )
P b dx = 384 EI
2
P x
2
4
2
3
Pa'a so(o't!s lat!'al!s !s: L /2
U f 2 =4 ∫ 0
( )
L / 2
2
2
2 M P x dx = ∫ EI 0 2 EI 16
2
2
3
Po' lo tanto la !n!'$/a total !s )!: 2
U total=
3
2
3
P a P b + 96 EI 384 EI
Con: a =b =1000 [ mm ]
h =1.500 [ mm ] 4
I =1.412.500 [mm ] mg ( h )= 44.100.000 [ Nmm ] E = 210 G [ PA ]
I$ualan)o la !n!'$/a (ot!n#al on la !n!'$/a total )! )!.o'ma#9n, s! (u!)! o-t!n!' la .u!'za )! #m(ato )!s(!an)o !sa &a'#a-l!, !s )!#': P=1.003 .026 [ N ]
Esta .u!'za ('o(o'#ona una #)!a $!n!'al#za)a )!l #m(ato ('o&oa)o (o' una masa )! ?444 K$" En !l mo)!lo 3 8 5, la .u!'za )! #m(ato ut#l#za)a !s )! 3 m#ll9n )! N, (o' lo ual, s! )!sa'ta'on !stos mo)!los )!-#)o a +u! la .u!'za )! #m(ato alula)as anal/t#am!nt! so-'!)#m!ns#onan la .u!'za +u! $!n!'a !l o-!t#&o )! ?444 B$ 8a +u! la altu'a !s )! 344 mm, al '!al#za' !l lulo )! los !s.u!'zos !n la !st'utu'a, !stos su(!'an los 3644 MPa, (o' lo +u! !nont'a' un mat!'#al om!'#al )! )#./#l a!so"
Fuerza de impacto *,
Pa'a !l lulo )! la .u!'za +u! #m(ata la !st'utu'a la !st'utu'a s! (a't! )! la t!o'/a )! .u!'za )! #m(ato (a'a )#s!1o m!n#o )! S=#$l!8 )!.#n#)a omo:
√
F impacto =W + W 1 +
2 hk
W
Don)! !s la masa a.!ta)a (o' la $'a&!)a) )!l !l!m!nto +u! #m(ata, = !s la altu'a a la ual #m(ata 8 B !s la '#$#)!z )!l !l!m!nto #m(ata)o" Calculo de rigidez
Pa'a '!al#za' los lulos )! la '#$#)!z total )!l s#st!ma s! toman !n ons#)!'a#9n +u! las un#on!s sol)a)as, s# -#!n !n la t!o'/a s! )!.#n! una sol)a)u'a omo una un#9n +u! '!st'#n$! to)o mo&#m#!nto !n las un#on!s" Al t'ata' )! un !l!m!nto tan $'an)! !l +u! #m(ata 8 omo las &#$as +u! sost#!n!n la !st'utu'a no s! !nu!nt'an som!t#)as a n#n$>n t#(o )! mo&#m#!nto, 8 (o' ot'o la)o s! asum! los !l!m!ntos no son totalm!nt! '/$#)os" Po' lo +u! la (laa al un#' su(!'.##! on la '!#lla, to)as las &#$as )! la '!a s! !nu!nt'an !n s!'#! )!-#)o a +u! no s! .o'ma'n lo m#smo" Po' ot'o la)o las olumnas on n$ulo s#m(l#.#an (o' lo +u!: !n ('#m!' lu$a' s! )!.#n! omo: k c 1 : rigidede col!ma" #erticale"en 90 $
k c 2 : rigidede col!ma" #erticale"a 67 $
k 1 : rigide de re%illa" paralela"
k 2 : rigide de "oportere%illa perpendic!lar a k 1
k placa : rigide dela placa
Al $!n!'a' las )#&!'sas su(os##on!s )!l ('o-l!ma, s! alula la '#$#)!z !+u#&al!nt! toman)o !n ons#)!'a#on!s +u! la )!.o'ma#9n total !s la suma )! las )#.!'!nt!s )!.o'ma#on!s !n asa zona !s(!#.#a)a:
**
k e& =k c 1 + k c 2 + k 1+ k 2 + k placa
Don)! la '#$#)!z !+u#&al!nt! )! las olumnas s! !nu!nt'a !n (a'al!lo, las &#$as !n (a'al!lo )! la '!#lla (o' s!' s#mt'#o s! !nu!nt'an !n (a'al!lo 8 a)a '#$#)!z s! !nu!nt'a !n s!'#! on la '!#lla, !sas a su &!z s! !nu!nt'an !n (a'al!lo on los so(o't!s +u! la un!n 8 .#nalm!nt! !n s!'#! on la (laza )an)o as# una '#$#)!z !+u#&al!nt! total )!: 5
k e& =5,5 x 10
N m
G!n!'an)o as/ una .u!'za )!: 3?444 N
*+
Análisis en A!"! Estructura de Soporte
Lu!$o )! mo)!la' la !st'utu'a ('#n#(al !n !l ('o$'ama SOLIDORKS, s! '!al#za un malla)o 8 (ost!'#o'm!nt! una s#mula#9n !n !l ('o$'ama ANSYS Workbench , !l ual ut#l#za !l mto)o )! los !l!m!ntos .#n#tos, )!t!'m#na)os (o' !l malla)o )! la !st'utu'a 8 las on)##on!s )! -o')!s )!l ('o-l!ma (a'a on&!'$!' a una solu#9n" El !stu)#o )! malla)o !s !l!m!ntal (a'a ll!$a' a '!sulta)os .#)!)#$nos, (u!sto +u! su on&!'$!n#a )!(!n)! )#'!tam!nt! )! la al#)a) )! sta 8, a su &!z, s! !nu!nt'a l#m#ta)a (o' la a(a#)a) om(uta#onal )#s(on#-l!" Po' ot'o la)o, la .#nal#)a) )! !st! !stu)#o !s !nont'a' una -u!na a('o7#ma#9n )! los '!sulta)os al m!no' osto om(uta#onal" El n>m!'o )! !l!m!ntos ut#l#za)os (a'a la malla la !nt'!$a !l ('o$'ama ANSYS
Workbench !n su
#n.o'm! una &!z $!n!'a)a !sta malla o-t!n#!n)o ?366H no)os 8 3663H !l!m!ntos" Los !l!m!ntos ut#l#za)os (a'a !l malla)o s! !so$!n )!-#)o a la .o'ma )! $!n!'a' la !st'utu'a !n SOLIDORKS, 8a +u! s! ons#)!'9 un !nsam-l! )! los )#.!'!nt!s !l!m!ntos, lu!$o !stos .u!'on $ua')a)os omo solo un !l!m!nto"
Ilustración 0-' (allado de caina en )*+,+
Ilustración 0- numero de nodos y elementos utili.ados en )*+,+
*3
Análisis de puntos cr#ticos
D!nt'o )!l anl#s#s s! !nu!nt'an )os (untos '/t#os, uno !nont'a)o !n la a'#sta )! la a-#na 8 ot'o u-#a)o !n la a'#sta a=a.lana)a !nt'! la '!#lla 8 la (laa"
Calculo de soldadura S! '!al#za !l lulo o''!s(on)#!nt! )!l (unto ms sol##ta)o )! las un#on!s )! sol)a)u'a" El mo)!lo a s!$u#' )! la $!om!t'/a (a'a !l anl#s#s s!' la .#$u'a 3, )! s!#9n ua)'a)a"
Ilustración 0-/ er#il cuadrado
En la sol)a)u'a, =a8 +u! ons#)!'a' +u! la .u!'za a(l#a)a !n la (a't! su(!'#o' !s )! un total )! 147.014 kN
" Es n!!sa'#o )#&#)#' la .u!'za !n las olumnas +u! .un#onan omo so(o't!, (o' lo
+u! la .u!'za o'tant! )! a)a sol)a)u'a !s:
' =
183000 kN 4
= 45,75 k N
*4
Lu!$o, (a'a !l '!a )! sol)a)u'a, s! ons#)!'a +u! !l !s(!so' )! sol)a)u'a
h !s )! mmQ - 8 )
son las )#stan#as !nt'! los o')on!s )! sol)a)u'a, los ual!s (os!!n una $!om!t'/a ua)'a)a )! 80 x 80 mm
, s! o-t#!n!:
A ( =1,414 ∗h∗( b + d ) =1131.2 mm
2
Enton!s, !l !s.u!'zo o'tant! ('#ma'#o !s:
) primario =
' = 40,44 MPa A (
En -as! a los !s.u!'zos )! 2on M#s!s (!'m#s#-l! !n la zona anal#za)a !s )!
* +u! !nt'!$a !l so.t@a'! ANSYS, s! o-t#!n! +u! !l m7#mo 600 MPa
" Como !l mom!nto )! #n!'#a )! una aa !s la
'!sta !nt'! la s!#9n ma8o' I M 8 la s!#9n m!no' I m , s! o-t#!n! +u!:
b −( b −2∗e ) 4
I total = I M − I m=
Don)!
4
12
5
4
=6.33152 ∙ 10 mm
e =2 mm !s !l !s(!so' )! la &#$a )! s!#9n ua)'a)a" Enton!s, !l mom!nto .l!to'
a(l#a)o !n la sol)a)u'a s!': M =
* ∗ I total b
=9497.28 N ∗m
2
D!s(us, la #n!'#a )! sol)a)u'a !st )a)o (o':
I "oldad!ra=
0,707 ∗h∗d 6
2
∗ ( 3∗b + d )=12.066 ∗105 mm4
*5
En ons#)!'a#9n a lo ant!'#o', !l !s.u!'zo o'tant! s!un)a'#o !s: M ∗b 2
) "ec!ndario = =314.84 MPa I "oldad!ra
El !s.u!'zo o'tant! total '!sulta: ) re"!ltante =√ ) "ec!ndario + ) primario =317,51 MPa 2
2
El mat!'#al (a'a la sol)a)u'a !s AS E3543, s! s!l!#ona (o' s!' !s(!#al (a'a !sta' som!t#)a a altas t!ns#on!s omo !n !st'utu'as )! ma+u#na'#a, a)!ms )! ('!s!nta' una -u!na '!s#st!n#a al #m(ato 8 a la 'otu'a" Su '!s#st!n#a a la .lu!n#a !s )!
(+ "oldad!ra =827 MPa
, (o' lo tanto, s! o-t#!n!
+u! !l .ato' )! s!$u'#)a) !s:
(
n=
2∗) re"!ltante
(+ "oldad!ra
−1
)
=1.302
Po' lo ual la sol)a)u'a la sol)a)u'a '!s#st!"
Conclusiones El ('o-l!ma ('!s!nta)o !n !st! #n.o'm! ons#st! !n )#s!1a' un s#st!ma FOPS +u! s!a a(az )! so(o'ta' las sol##ta#on!s !7(u!stas !n !l ('o-l!ma (a'a as!$u'a' la s!$u'#)a) )! los o(!'a'#os )! una $'>a =o'+u#lla" En ('#m!'a #nstan#a s! ons#)!'9 omo !+u#(o +u! la a'$a )! ?444 B$ !'a !7!s#&a (a'a las a'$as +u! una $'>a om>nm!nt! l!&anta )/a a )/a, s#n !m-a'$o, lu!$o )! &#s#tas 8 on&!'sa#on!s on o(!'a'#os )! $'>as, +u#!n!s om!nta-an +u! !l s#st!ma )! s!$u'#)a) !n una $'>a no onta-an on las a'at!'/st#as +u! !l ('o-l!ma (#)! 8 +u! los (!sos +u! l!&anta )#a'#am!nt! su(!'an on '!!s lo (lant!a)o !n !st! ('o-l!ma, (o' lo +u! s! tom9 omo un )!sa./o )! !+u#(o !nont'a' la solu#9n" S! '!al#z9 una s!'#a )! )#s!1os t'atan)o )! !nont'a' la solu#9n a)!ua)a 8 ll!&a' a a-o !l anl#s#s !st! )#s!1o tanto !n la solu#9n anal/t#a omo !n la s#mula#9n )! Sol#)@o'Bs" Las ('#m!'as !st'utu'as +u! s! !stu)#a'on onta-an on olumnas )! a!'o !st'utu'al 8 una s!'#! )! *6
&#$as (u!stas !n (a'al!lo !n la (a't! su(!'#o' .o'man)o un t#(o )! (a''#lla, (!'o )#=a !st'utu'a .allo )!-#)o a +u! la zona su(!'#o' ('!s!nt9 .allas ant!s )! anal#za' !l .!n9m!no )!l (an)!o" Lu!$o s! '!al#za'on !st'utu'as mo)#.#an)o los mat!'#al!s ou(a)os 8 la .o'ma !n +u! las &#$as )! (!'.#l!s ua)'a)os !'an u-#a)as" Esto >lt#mo !s ons#)!'a-l! al mom!nto )!l lulo anal/t#o, 8a +u! la '#$#)!z )! la !st'utu'a &a'/a s!$>n s! (lant!an las &#$as o olumnas (u!stas !n s!'#o o !n (a'al!lo" D#s!1os (ost!'#o'!s )!most'a'on +u! '!al#za' !st'utu'as on s#st!ma )! !'=as !n los osta)os a''oa-a m!o'!s '!sulta)os, a)!ms )! ons#)!'a' mat!'#al!s on m!o'!s a'at!'/st#as (a'a !l ('o-l!ma" En uanto a '#t!'#os )! .alla s! ons#)!'9 om(a'a' las sol##ta#on!s on !l !s.u!'zo m7#mo )!-#)o a +u! no #nt!'!sa tanto +u! no su(!'! la .lu!n#a, s#no ms -#!n +u! la !st'utu'a '!s#sta (!s! a +u! las )!.o'ma#on!s (as!n a s!' (lst#as, s# no su(!'a-an !n !s.u!'zo m7#mo, !l )#s!1o so(o'ta'/a 8 !l o(!'a'#o (o)'/a za.a' )! una s#tua#9n )! (!l#$'o" So-'! las un#on!s !n los (!'.#l!s +u! s! ou(a'on, s! anal#za la sol)a)u'a '!s(!to a los (untos ms '/t#os )! !s.u!'zos (!'#-#)os !n la s#mula#9n, (a'a a!'a's! a la s#tua#9n ms '/t#a" F#nalm!nt! los '!sulta)os a''oa'on +u! =a8 .allas ('!s!nt!s !n los las un#on!s )! las olumnas on !l t!=o )! la !st'utu'a, s#n ama'$o !n su ma8o'/a ('!s!nta '!sulta)os a!(ta-l!s on un .ato' )! s!$u'#)a) ma8o' a 3 (a'a un )#s!1o )! .#l onst'u#9n )! mat!'#al!s a!s#-l!s !n !l m!'a)o" Po' ot'o la)o a-! )!staa' +u! !l mat!'#al !l!$#)o s# -#!n, !s mu8 '!s#st!nt! 8 a8u)a a '!s#st#' !l #m(ato )!-#)o al !l!m!nto" S! $!n!'a ot'o ('o-l!ma uan)o s! '!a una (lan=a )! !st! mat!'#al )!-#)o a +u! la .o'ma )! m!an#za' !st! mat!'#al t#!n! on)##on!s )! o't! -astant! s#n$ula'!s, !na'!#!n)o !l ('o)uto suma)o al ('o-l!ma )! los (!'.#l!s" Con '!s(!to al malla)o $!n!'a)o !n Ans8s, una .o'ma )! o-t!n!' un ma8o' n>m!'o )! no)os )!nt'o )! la !st'utu'a ('#n#(al !s !l#m#na' los so(o't!s )! .#a#9n )! a)a olumna al mom!nto )! '!al#za' !l malla)o 8 (ost!'#o' s#mula#9n" Esto (!'m#t! una m!o' s#mula#9n $'a#as a un n>m!'o ma8o' )! no)os )#st'#-u#)os !n la !st'utu'a" Tam-#n !7#st! la o(#9n )! '!.#na' !l malla)o !n )!t!'m#na)as zonas )! ma8o' #nt!'s, !n los +u! s! t!n$a una )!.o'ma#9n o !s.u!'zo la&! !n !l anl#s#s, +u! .u! lo '!al#za)o (o' !l !+u#(o )u'ant! la s#mula#9n )!l FOPS" S#n !m-a'$o, !sto s#!m('! s!' un #m(!)#m!nto (a'a '!al#za' malla)os ms .#nos 8 !stu)#os ms ('!#sos, )a)o +u! la l#!n#a !stu)#ant! )! Ans8s no (!'m#t! '!sol&!' malla)os on un $'an n>m!'o )! !l!m!ntos 8 a)!ms atualm!nt! no s! u!nta on los m!)#os om(uta#onal!s (a'a '!al#za' una s#mula#9n )! !st! t#(o"
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*7
3" INDURA. INDURA S"A" INDURA. Air Products. Onl#n! 544" C#t!): 46 46, 543" =tt(:@@@"#n)u'a"l.#l!.#l!3HHmanual54)!54sol)a)u'a54#n)u'a54544H"(). " 5" GERDAU. GERDAU AZA, Pala-'a )! a!'o" www.gerdau.cl. Onl#n! 5444" C#t!): 46 4H, 543" =tt(:)!som"m"ut.sm"ls$!8@#tz)tosno'mas"(). " ?" Nisbett Ric!ard G. "ud#$as # %.&eit!. Ingeniería mecánica de Shigley. Ota&a !)##9n" s"l" : MG'a@ 0#ll, 544" " CAR'(S )ERRERA. Ca'los =!''!'a, mast!' !n a!'os 8 ms" http:www.carlosherrera.cl. Onl#n! C#t!): 46 46, 543" =tt(:@@@"a'los=!''!'a"l#n)!7"(=(('o)utos(!'.#l!s#t!ms5 ua)'a)ossta'tV4" 5.
CIN*AC a!'os 8 ms" http:www.cintac.cl . Onl#n! C#t!): 46 46, 543"
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