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 ESPECIFICOSPlanteamiento 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 ESPECIFICOSElaboración 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 CONTACTOEsfuerzos de contacto entre dos esferas Esfuerzo de contacto cilíndrico
9 CONTACTO EN ESFERAS
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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 SUPERFICIESPESO 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 MODELADOSPUNTOS, 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 CARGAPROGRAMA COSMOS/M
25 GRAFICA DE DESPLAZAMIENTOS EN DIRECCION DE LA CARGAPROGRAMA COSMOS/M
26 RESULTADOS DE COSMOS/M
27 RESULTADOS EN MATLAB
28 ANALISIS DE RESULTADOS MATLAB VS COSMOS/MEsfuerzo 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:/www.amp.com/productos./technology/2jot2.pddf
32 BIBLIOGRAFIA DIACONU Nicolae, Lorena Tomescu, Ion Crudu. Theoretical model for estimating the stress distribution within the superficial layer, for two cylinders contact.