ANALISIS DE ESFUERZOS HERTZIANOS DE ELEMENTOS DE MAQUINAS EN MATLAB

OBJETO DEL PROYECTO El proyecto consiste en la elaboración de un programa en Matlab, que permita determinar de manera general la incidencia de los esfuerzos hertzianos en elementos de maquinas que presenten contacto superficial, con base en los modelos matemáticos planteados en los textos de diseño de maquinas, a fin de contar con una herramienta precisa, que permitan realizar un diagnostico apropiado de las causas que originan las fallas de estos elementos y realizar las labores correctivas correspondientes, con el fin de disminuir el desgaste, la fricción, la adhesión, lubricación y fractura de estos.

OBJETIVO GENERAL El proyecto consiste en la construcción de un algoritmo en Matlab, que permita calcular la magnitud de los esfuerzos hertzianos en las superficies de elementos de maquinas, que interactúen por medio de contacto estático con otros elementos mecánicos.

OBJETIVOS ESPECIFICOS Planteamiento analítico generalizado de las ecuaciones que permitan calcular la magnitud de los esfuerzos hertzianos en elementos de maquinas sometidos a contacto superficial. Identificación de elementos de maquinas en los cuales se pueda aplicar los casos generalizados de contacto superficial.

OBJETIVOS ESPECIFICOS Elaboración de algoritmo en Matlab, que permita calcular la magnitud de los esfuerzos de contacto presentes en elementos de maquina, sometidos a contacto estático en la superficie. Proponer un procedimiento de modelación en elementos finitos del caso en estudio, con el fin de obtener una buena aproximación de los efectos de los esfuerzos de contacto entre las superficies de los elementos en estudio.

METODOLOGIA EMPLEADA Recolección de información acerca de esfuerzos hertzianos entre superficies en contacto. Análisis de información y procesamiento de información recolectada. Planteamiento analítico de casos generales de esfuerzos de contacto.

METODOLOGIA EMPLEADA Desarrollo de programa en Matlab. Desarrollo en elementos finitos de herramienta que permita simular la incidencia de esfuerzos hertizianos de superficies en contacto.

CASOS PARTICULARES DE ESFUEROZOS DE CONTACTO Esfuerzos de contacto entre dos esferas Esfuerzo de contacto cilíndrico

CONTACTO EN ESFERAS

CONTACTO ENTRE CILINDROS

DATOS ENTRADA PROGRAMA EN MATLAB

MENU INICIAL DEL PROGRAMA EN MATLAB

OPCION 1: PROPIEDADES MECANICAS

OPCION 2: DATOS DE ENTRADA

RESULTADOS

OPCION 3: DATOS DE ENTRADA

RESULTADOS

MODELACION EN ELEMENTOS FINITOS DE CASOS PARTICULARES DE CONTACTO ENTRE SUPERFICIES PESO DEL VAGON: 400 TON DIAMETRO DE RUEDA : 1M ESPESOR DE RUEDA : 0.1M MODULO ELASTICO: 210E9 PA MODULO DE POISSON : 0.28

PROCEDIMIETO DEFINICION DE GEOMETRIA PROPIEDADES DE CUERPOS MODELADOS PUNTOS, CONTORNOS, REGIONES PROPIEDADES DE CUERPOS MODELADOS TIPO DE MATERIAL, CARGAS APLICADAS CONDICIONES DE FRONTERA TAMAÑO DE MALLA, ELEMENTOS GAP EJECUCION DEL PROGRAMA ANALISIS DE RESULTADOS

SOLUCION DEL PROBLEMA PROGRAMA COSMOS/M

TAMAÑO DE MALLA PROGRAMA COSMOS/M

GRAFICA DE ESFUERZOS EN DIRECCION DE LA CARGA PROGRAMA COSMOS/M

GRAFICA DE DESPLAZAMIENTOS EN DIRECCION DE LA CARGA PROGRAMA COSMOS/M

RESULTADOS DE COSMOS/M

RESULTADOS EN MATLAB

ANALISIS DE RESULTADOS MATLAB VS COSMOS/M Esfuerzo Principal en dirección de la carga. Matlab: -5.96 e-8 [Pa] COSMOS/M: -6.68 e-8 [Pa] 10.79% Maxima deflexión: Matlab: 3.7277 e-5 [M] COSMOS/M: 4.054 e-5 [M] % Error: 7.99%

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