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DISEÑO DE UNA ESTRUCTURA DE APOYO Y OBSERVE LA TENSIÓN DE VON MISES QUE ACTÚA SOBRE LA ESTRUCTURA A
TRAVÉS DE LA CARGA DE 1000KG
PRESENTA:
SEURI KILAKOI
Matemáticas con Métodos Numérico20 Enero 2015
CONTENIDO
Criterio de Von Mises
Objetivos
Metodología
Resultados
Conclusiones
220 Enero 2015
CRITERIO DE VON MISES
La teoría de falla de máxima energía de distorsión (Criterio de von Mises) se presenta en materiales dúctiles que son capaces de absorber una cierta cantidad de energía antes de sufrir una falla de romper.
La tensión de Von Mises es una magnitud física proporcional a la energía de distorsión. En ingeniería estructural se usa como indicador de un buen diseño para materiales dúctiles.
320 Enero 2015
CRITERIO DE VON MISES
La deformación plástica comienza cuando el esfuerzo equivalente aplicado, alcanza el valor del límite de fluencia en tracción.
420 Enero 2015
CRITERIO DE VON MISES
Con base a los experimentos y a la teoría de distorsión, la falla en el caso de materiales dúctiles a la carga a tensión estática, se considera debida al esfuerzo cortante.
520 Enero 2015
La tensión efectiva o tensión de Von Mises puede calcularse fácilmente a partir de las tensiones principales del tensor tensión en un punto de un sólido deformable mediante la expresión:
CRITERIO DE VON MISES
Siendo las tensiones principales.
Cuando la tensión efectiva alcanza el valor del límite de fluencia se produce la fluencia del material.
620 Enero 2015
OBJETIVOS
720 Enero 2015
El propósito de este proyecto es el diseño de una estructura que va sostener una masa de 1000 kg, con base en el criterio de von Mises.
OBJETIVO GENERAL
OBJETIVOS PARTICULARES
Seleccionar el tipo de material más adecuado.
Probar diferentes dimensiones de la estructura para obtener el óptimo esfuerzo equivalente von mises en comparación al esfuerzo en el límite de fluencia.
METODOLOGÍA
DEFINICIÓN DE LOS PERFILES A UTILIZAR EN EL DISEÑO
20 Enero 2015
MOMENTO DE INERCIA (I) Es una medida de la resistencia de un objeto a cambios en su rotación. También se define como la capacidad de una sección transversal para
resistir la flexión. Debe ser especificado con respecto a un eje de giro elegido. Por lo general se cuantifica en m^4 o kg^2
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Determine the centroid of the L-shape area.
c(19.7;39.7)
80
21 1 1700 , 45 , 5A mm x mm y mm
22 2 21200 , 5 , 60A mm x mm y mm
1 1 2 2
1 2
i iA x A x A xxA A A
45 700 5 1200700 1200
1 1 2 2
1 2
i iA y A y A yyA A A
)(7.3912007001200607005 mm
10 x
y
19.7( )mm
METODOLOGÍA
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Solid cylinder of radius r, height h and mass m
METODOLOGÍA
10
Entre los perfiles angulares existe una gran variedad de medidas con lados iguales y con lados desiguales
1120 Enero 2015
PERFILES ANGULARES
METODOLOGÍA
1220 Enero 2015
PERFILES ANGULARESLADOS IGUALES
METODOLOGÍA
SELECCIÓN DEL TIPO DE MATERIAL
Selección de un material con la siguiente definición de parámetros: módulo de elasticidad (E) = 200 * 10 ^ 9 MPa, relación de Poisons = 0.3
Estos materiales son de acero estructural y de aleación de acero de
alta resistencia.
METODOLOGÍA
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METODOLOGÍA
El tipo de material seleccionado tiene un esfuerzo en el límite de fluencia de
0 = 100 MPa.
Si la tensión efectiva eq alcanza el valor límite de fluencia, eq > 0
Entonces el criterio de Von Mises predice que la placa fallará por fluencia.
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RESULTADOS
1520 Enero 2015
DEFINICIÓN DE PARÁMETROS
xposition
zposition
yposition
DEFINICIÓN DE GEOMETRÍA
RESULTADOS
16
20 Enero 2015
RESULTADOS
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RESULTADOS
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JOIN OF BLOCKS TOGETHER
(VIRTUAL OPERATIONS- FORM COMPOSITE DOMAINS)
19
RESULTADOS
RESULTADOS
20
xposition
zposition –Thickness2-Thickness1
RESULTADOS
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RESULTADOS
22
RESULTADOS
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INTERSECTION
SOLID MECHANICS (FIXED CONTRAINTS)
24
RESULTADOS
RESULTADOS
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Load defined as force per unit volume [N/m3] Load defined as force per unit area [N/m2 ]
26
RESULTADOS
ANGULO L1 ¼ in1/8 in
Load defined as force per unit area [N/m2
27
RESULTADOS
ANGULO L1 ¼ in1/8 in
Load defined as force per unit volume [N/m3]
26
RESULTADOS
ANGULO L2 ½ in ¼ in
Load defined as force per unit volume [N/m3]
CONCLUSIONES
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Fue posible obtener valores de esfuerzo equivalente van Mises menores que el límite de fluencia para el material deseado.