ANLISIS ESTRUCTURAL POR SOFTWARE DE ELEMENTOSFINITOS AUTODESK INVENTOR PROFESSIONAL

1. MODELADO 3D SIMPLIFICADO DE MESA ROTATORIA PARACONSTRUCCION DE MALLA PARA ANLISIS DE POR ELEMENTOS FINITOS(FEM PREPROCESO)

Utilizando el software Inventor Professional se simplifico un modelo 3Dcorrigiendo geomtricamente. Este paso es esencial para poder ejecutar elanlisis de elementos finitos

Modelo 3D

(Fig. 1)Vista Isomtrica

(Fig. 2)Vista Isomtrica girado para ver detalle

2. ANLISIS DE MESA ROTATORIA BAJO CARGAS ESTTICAS (PROCESO FEM)

La Resistencia de la Estructura ser analizada bajo un conjunto deparmetros tales como Material, Propiedades Fsicas, Cargas y Restriccionesde movimiento que en su conjunto conforman un contexto de realidadsimilar a su labor ms crtica.

2.1 CargasSegn lo indicado la estructura se da bajo tres cargas

a) Carga debido al peso del baln del gas 12kgfTotal 12kgf = 117.6798 Newton

b) Cargas debido a pesos no especificados (sensor, brazos, etc.)Total 188kgf = 1843.6502 N Newton

c) Cargas de motor parte inferior 10kgfTotal 10kgf=98.0665N

F1 = Carga (a) y (b) F2 y F3 = Carga (c) Cargas Distribuidas

Cargas con otra vista

2.2 CONDICIONES DEL MATERIAL

Nombre Acero

GeneralDensidad de masa 7.85 g/cm^3Lmite de elasticidad 207 MPaResistencia mxima a traccin 345 MPa

TensinMdulo de Young 210 GPaCoeficiente de Poisson 0.3 suMdulo cortante 80.7692 GPa

2.3 RESTRICCIONES

La estructura se encuentra fija por las bases inferiores

Vista superior (Robot fijo al piso)

Vista inferior (Robot fijo al piso)

3. CONTRUCCION DE MALLAS PARA EL ANALISIS DE ELEMENTOS FINITOS(FEM)

4. POST PROCESO: RESULTADO DE ANLISIS ESTRUCTURAL CON SOFTWAREFEM

4.1 Tensin de Von MisesLas tensiones y deformaciones tridimensionales se desarrollan en varias direcciones. Unaforma habitual de expresar estas tensiones multidireccionales consiste en resumirlas enuna tensin equivalente, tambin denominada tensin de von-Mises. Un slidotridimensional tiene seis componentes de tensin. Si las propiedades del material se hanencontrado experimentalmente mediante una prueba de tensin uniaxial, el sistema detensiones reales se relaciona con sta al combinar los seis componentes de tensin en unanica tensin equivalente.

4.1.1 Primera tensin

La primera tensin principal proporciona el valor de la tensin que esnormal al plano en el que la tensin de corte es cero. La primera tensinprincipal ayuda a comprender la tensin de elasticidad mxima inducidaen la pieza por las condiciones de carga.

4.1.2 Tercera tensin principalLa tercera tensin principal acta en la direccin normal al plano en elque la tensin de corte es cero. Ayuda a comprender la tensin mximade compresin inducida en la pieza por las condiciones de carga.

4.2 DesplazamientoLos resultados de desplazamiento muestran la forma deformada del modelo despusde aplicar la solucin. Los contornos de color muestran la magnitud de la deformacincon respecto a la forma original. Los contornos de color corresponden a los valoresdefinidos en la barra de color.

4.3 Coeficiente de SeguridadEl coeficiente de seguridad muestra las reas del modelo que es probable que fallenbajo la carga. Los contornos de color corresponden a los valores definidos en la barrade color.

Tensin XX

Tensin XY

Tensin XZ

Tensin YY

Tensin YZ

Tensin ZZ

Desplazamiento X

Desplazamiento Y

Desplazamiento Z

Deformacin equivalente

Primera deformacin principal

Tercera deformacin principal

Deformacin XX

Deformacin XY

Deformacin XZ

Deformacin YY

Deformacin YZ

Deformacin ZZ

Presin de contacto

Presin de contacto X

Presin de contacto Y

Presin de contacto Z

Resumen de anlisis de tensin

Propiedades fsicas totalesMasa 216.132 kgrea 3593430 mm^2Volumen 27532700 mm^3

Centro de gravedadx=92.1713 mmy=-4.66002 mmz=398.508 mm

Nota: los valores fsicos pueden ser diferentes de los valores fsicos utilizados por CEF indicados acontinuacin.

SimulacinConfiguracin de malla:Tamao medio de elemento (fraccin del dimetro del modelo) 0.25Tamao mnimo de elemento (fraccin del tamao medio) 0.15Factor de modificacin 1.5ngulo mximo de giro 30 grCrear elementos de malla curva SUsar medida basada en pieza para la malla del ensamblaje S

Material(es)Nombre Acero

GeneralDensidad de masa 7.85 g/cm^3Lmite de elasticidad 207 MPaResistencia mxima a traccin 345 MPa

TensinMdulo de Young 210 GPaCoeficiente de Poisson 0.3 suMdulo cortante 80.7692 GPa

GravedadTipo de carga GravedadMagnitud 9806.650 mm/s^2Vector X -0.000 mm/s^2Vector Y 0.000 mm/s^2Vector Z -9806.650 mm/s^2

Fuerza y pares de reaccin en restriccionesNombre de larestriccin

Fuerza de reaccin Pares de reaccinMagnitud Componente (X, Y,Z) Magnitud

Componente (X, Y,Z)

Restriccin fija:1 4669.97 N0 N

453.277 Nm

-63.7951 N m0 N -448.765 N m4669.97 N 0 N m

Resumen de resultadosNombre Mnimo MximoVolumen 27532700 mm^3Masa 216.132 kgTensin de Von Mises 0.0010849 MPa 19.663 MPaPrimera tensin principal -4.2306 MPa 15.2418 MPaTercera tensin principal -20.6888 MPa 2.39901 MPaDesplazamiento 0 mm 0.0414643 mmCoeficiente de seguridad 10.5274 su 15 suTensin XX -18.0548 MPa 14.1975 MPaTensin XY -3.85665 MPa 7.38517 MPaTensin XZ -7.0274 MPa 5.27186 MPaTensin YY -5.49255 MPa 5.05823 MPaTensin YZ -3.4818 MPa 4.14236 MPaTensin ZZ -6.83438 MPa 6.35726 MPaDesplazamiento X -0.0084199 mm 0.0177524 mmDesplazamiento Y -0.00190956 mm 0.00778948 mmDesplazamiento Z -0.0399093 mm 0.0128513 mmDeformacin equivalente 0.00000000458275 su 0.0000833107 suPrimera deformacin principal -0.0000000939045 su 0.0000666668 suTercera deformacin principal -0.0000943543 su 0.0000000443208 su

Deformacin XX -0.000081209 su 0.0000648266 suDeformacin XY -0.0000238745 su 0.0000457177 suDeformacin XZ -0.000043503 su 0.0000326353 suDeformacin YY -0.0000229137 su 0.0000261901 suDeformacin YZ -0.000021554 su 0.0000256432 suDeformacin ZZ -0.0000369408 su 0.0000305313 suPresin de contacto 0 MPa 22.8505 MPaPresin de contacto X -14.9805 MPa 13.8765 MPaPresin de contacto Y -11.7393 MPa 13.7536 MPaPresin de contacto Z -19.9988 MPa 19.7788 MPa

CONCLUSINES:

1. Deformaciones:Los mximos valores de Deformaciones obtenidos en el Anlisis de laestructura se encuentran por debajo del valor de Lmite admisible dedeformacin. En conclusin el anlisis por Software de Elementos Finitosverifica el correcto funcionamiento la estructura frente al criterio Terico dedeformacin elstica.2. Esfuerzos Mecnicos:Los mximos valores de Esfuerzos Mecnicos obtenidos en el Anlisis de laEstructura se encuentran por debajo del valor de Lmite admisible. Enconclusin el anlisis por Software de Elementos Finitos verifica el correctofuncionamiento de la estructura frente al criterio terico de esfuerzosadmisibles.