ejercicio 16 estructura_tecnicafea

UNMSM - FAC. INGENIERA INDUSTRIAL

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Ejercicio 16: EXTRUCTURA SOMETIDA A LA TCNICA FEA


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TABLA DE CONTENIDO

1. Datos del ejercicio ......................... 3

2. Objetivos del ejercicio...... 3

3. Procedimiento de la construccin.. 3

3.1.Creacin de los perfiles estructurales.... 7

3.2. Aplicacin de la Tecnica FEA...... 18

3.3. Reporte de Autodesk..... 27


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1.DATOS DEL EJERCICIO:

Toda la estructura ser construida con perfiles L de dimensiones 2x2x1/4 in.

Luz 4 metros, altura del tijeral 1.5 metros.

Carga vertical centrada en el miembro inferior de 2 tn.

3.ETAPAS 1. Crear la estructura metlica.

2. Creacin de los perfiles L desde la librera del Autodesk Inventor.

3. Modificar mediante cortes los perfiles L.

4. Aplicar la tcnica FEA a la estructura.

4.OBJETIVOS DEL EJERCICIO

- Entender el anlisis por elemento finito.

- Uso del comando Stress Analysis.

- Uso del comando Create Simulation.

- Uso de los comandos Assing, Fixed, Force, Simulate.

5.PROCEDIMIENTO DE CONSTRUCCION

1. Creacin de una nueva hoja de trabajo donde ser dibujara con lneas simples

el tijeral. Hacer clic en New (Nuevo).


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2. Se selecciona la opcin Metric (Mtrico) y luego se hace clic sobre la opcin

Standard (mm).ipt (Normal (mm).ipt)

3. Hacer clic en Ok (Crear)

4. Se dibuja con el comando Line (Lnea) segn los datos proporcionados un

tijeral de 4m de luz y altura 1.5m.


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5. Se dibuja los miembros secundarios los cuales estn ubicados en el

punto medio de los laterales del tijeral.


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6. Finalizamos el Sketch y se guarda el archivo en una carpeta nueva.


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4.1 CREACIN DE LOS PERFILES ESTRUCTURALES DESDE LA LIBRERA

DEL AUTODESK INVENTOR

1. A continuacin seleccionar el cono para realizar un ensamble: Standard

(in).iam.

2. Luego de la pestaa Place seleccionar Place. A continuacin del men

cargamos la estructura prediseada.

3. Se selecciona la pestaa Design (Diseo) y se hace clic sobre la herramienta Insert

Frame (Insertar Estructura). Se solicita guardar el archivo, clic en Ok.


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4. Para generar el perfil L se proceder seleccionando ANSI L (Equal angles)-

Angle, elegir el perfil L 2 x 2 x 1/4. Luego seleccionamos la estructura. ok,

ok


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Luego unir las

estructuras

seleccionar Miter

(Bisel).


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Paso 1 Se selecciona la primera Frame Member (se pone de color rojo)

Paso 2 Se selecciona el segundo Frame Member (se pone de color rojo)


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Paso 3 Clic en apply

Se observa el acabado (Bisel).

5. Por ltimo Trim/Extend Recortar en estructura)


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Paso 1 Seleccionamos Frame Member a recortar (se pone de color rojo)

Paso 2 Seleccionamos Face (la cara hasta donde recortar) en primer momento se pone

de color rojo


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Luego de dar clic en la cara se pondr de color amarillo

Paso 3 Clic en Apply y se observa el corte


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Obtenemos la Estructura completa

Dibujamos los soportes de la estructura con las siguientes dimensiones 4x4x1/4:

Medidas en pulgadas, lo guardamos nombre Base.


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Clic Assamble / Place / Base and OPEN


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Cambiamos de color a la base para una mejor apreciacin

Comenzamos a ensamblar la base a la Estructura

FINALMENTE LA FIGURA QUEDARA CON LOS SOPORTES:


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4.2APLICAR LA TCNICA FEA A LA ESTRUCTURA

1. Seleccionar la pestaa Environments, hacer clic en

Stress Analysis, Create Simulation, aparecer una

ventana llamada Create NewSimulation, hacer clic

en OK.

Stress Analysis

Create NewSimulation


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OK


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Luego seleccionar el comando Assign y seleccionar Override Material. Luego a la derecha se desplegar una lista de materiales, hacer doble clic en Steel Carbn.

A continuacin hacer clic en el comando Fixed y seleccionar las bases del ensamble.


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Clic en Apply

Seleccionar la opcin Force e ingresar el valor de 2000N y lo convertimos en lb

force y es 450 lb force, clic en OK.

Seleccionar la cara y la direccin


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Digitar la magnitud 450 lbforce


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Hacer clic en Mesh View

Luego hacer clicen Simulate y en la ventana siguiente clic en

Run.

Se obtendr el resultado siguiente en el que se puede apreciar que el esfuerzo

mximo representado con el color rojo en la escala de colores vertical es de

43.72 MPa y el mnimo de color azul es de 0 MPa.


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A continuacin para saber en qu zonas de la estructura se dan

dichos esfuerzos mximo y mnimo hacer clic en Show Maximum

Valuey Show Minimum Value.

Mximo Valor


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Mnimo Valor

COMENTARIO:

Se observa una gran deformacin en las vigas horizontales, a diferencia de las otras vigas que sufren una deformacin muy leve.

Para obtener un archivo ejecutable de la simulacin, hacer clic en

Animate Results (smbolo de una cmara), seleccionar la velocidad


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de reproduccin (Normal) y la cantidad de pasos (10), luego clic en Play para

reproducir la animacin

Para guardar la reproduccin hacer clic en el botn con un crculo rojo, dar la ubicacin

para guardarlo y luego seleccionar el cdec de video a utilizar, lo ms recomendable es

utilizar el compresor Intel, seleccionando una mxima compresin, clic en Aceptar.


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A continuacin hacer clic en el comando Report para obtener todos los

clculos realizados de la simulacin, luego en la ventana Report

seleccionar la resolucin de las imgenes generadas y la ubicacin que

se le dar al reporte haciendo clic en el botn que tiene puntos

suspensivos, clic en OK para finalizar.


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Corriendo el Report

Reporte del Autodesk Inventor


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EXTRUCTURA SOMETIDA A LA TCNICA FEA


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DATOS DEL EJERCICIO: Se utilizar perfiles L de dimensiones 2x2x1/4 in. Luz 4 metros, altura 1.5 metros. Carga vertical centrada de 2 tn

SOLUCIN: PASO 1: Dibujar la estructura con los datos del problema

PASO 2: colocar en cada no

do una letra


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PASO 2: Igualar fuerzas hacia arriba con fuerzas hacia abajo y tambin fuerzas derechas con izquierdas

---------(1)


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PAS 2: Aplicar momentos en el nodo A:

Entonces:

Reemplazar en la ecuacin 1

PASO 2: Hallar la fuerza en cada nodo por el mtodo de los cortes:


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PASO 2: colocar las fuerzas internas


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PASO 2: Igualar fuerzas hacia arriba con fuerzas hacia abajo y tambin fuerzas derechas con izquierdas

Entonces:

PAS 2: Aplicar momentos en el nodo B:

Entonces:


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Como la estructura es simtrica tienen las mismas fuerzas en el lado derecho por ello se tiene :

Hallar los esfuerzos:

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