ANALISIS DE ESFUERZOS HERTZIANOS DE ELEMENTOS DE MAQUINAS EN MATLAB

Presentación del tema: "ANALISIS DE ESFUERZOS HERTZIANOS DE ELEMENTOS DE MAQUINAS EN MATLAB"— Transcripción de la presentación:

1 ANALISIS DE ESFUERZOS HERTZIANOS DE ELEMENTOS DE MAQUINAS EN MATLAB

2 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.

3 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.

4 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.

5 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.

6 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.

7 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.

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

9 CONTACTO EN ESFERAS

10

11 CONTACTO ENTRE CILINDROS

12

13 DATOS ENTRADA PROGRAMA EN MATLAB

14 MENU INICIAL DEL PROGRAMA EN MATLAB

15 OPCION 1: PROPIEDADES MECANICAS

16 OPCION 2: DATOS DE ENTRADA

17 RESULTADOS

18 OPCION 3: DATOS DE ENTRADA

19 RESULTADOS

20 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

21 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

22 SOLUCION DEL PROBLEMA PROGRAMA COSMOS/M

23 TAMAÑO DE MALLA PROGRAMA COSMOS/M

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

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

26 RESULTADOS DE COSMOS/M

27 RESULTADOS EN MATLAB

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

29 BIBLIOGRAFIA 19.1 LIBROS BEER, Fernand & RUSSEL, Johnston. Mecánica de materiales. 2 ed. Barcelona, España: McGraw Hill, p. ISBN X. DOUTSCHMAN, Aaron D. Diseño de maquinas. 1 ed. México: Compañía editorial continental, p. ISBN NORTON, L. R. Diseño de maquinas. , 1ed. México: Editorial Prentice Hall, p. MOTT, Robert L. Diseño de elementos de maquinas. 2 ed. México: Ed.Prentice Hall, Sec p. ISBN TIMOSHENKO, S. P y GOODIER, J. N. Theory of elasticity. 3ed. Barcelona: España: McGraw Hill, Sec. 109 p. ISBN X

30 BIBLIOGRAFIA SHIGLEY, J.E. y MISCHKE, L.D. Diseño en ingeniería mecánica. 5 ed. España: McGraw Hill, p. ISBN FAIRES, J.M. Diseño de elementos de maquinas. 4 ed. Montaner y Simón, p. ISBN X ROARK, Raimond J y otros. Formulas for Stress and Strain. 5 ed.1982, Ed. Mc Graw Hill Book Company, p , ISBN BORES, Arthur P y otros. Advances Mechanics of Materials. 3 ed. New York: 1978, Ed. Jhon Wiley and Sons, p , ISBN ORTHWEIN, William C. Diseño de componentes de Maquinas. 1 ed. México: Ed. Continental S. A,1996, p , ISBN

31 BIBLIOGRAFIA FUENTES ELECTRONICAS.
X. Lu, D. Push, and J. Scheetz. General Solution for Hertz Contact Loading SLOCUM Alexander. Point and line contact between surfaces & Kinematic coupling design. Paguina Web DEEG Emil W. New Algorithms for Calculating Hertzian Stresses, Deformations, and Contact Zone Parameters. Paguina Web. AMP Journal of Technology Vol. 2 November, Htttp:/

32 BIBLIOGRAFIA DIACONU Nicolae, Lorena Tomescu, Ion Crudu. Theoretical model for estimating the stress distribution within the superficial layer, for two cylinders contact. <htttp:/ KOGUR Lior. The analysis of contact stress on meshed teeth's flanks along the path of contact for a tooth pair < >