Laboratorio #2 de Resistencia de Materiales

Laboratorio #2 de Resistencia de Materiales

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Resumen—Se llevó a cabo el análisis de dos sistemas, ejercicios en Torsión, presentando el procedimiento a mano y la comprobación de la simulación de torsión en el programa de diseño asistido SOLIDWORKS, lo cual arrojó una serie de resultados interesantes. 

Abstract—The analysis of two systems, Torsion exercises, presenting the procedure by hand and the testing of the torsion simulation in the assisted design program SOLIDWORKS, was carried out, giving a series of interesting results. 

        Palabras         Clave—SOLIDWORKS,         Deformación,

Esfuerzo, Cargas, Materiales, torsión, Ángulo de Giro.

Keywords— SOLIDWORKS, Deformation, Stress, Loads, Materials, Torsion, Rotation Angle.

        I.         INTRUDUCCIÓN 

Este informe de laboratorio fue realizado en el programa Solid Works de (Dassault Systemes), software que permite el modelamiento de piezas en 2 y 3 dimensiones para su posterior análisis estructural, esta práctica consiste en demostrar por medio de SOLIDWORKS los diferentes tipos de esfuerzos resultantes de una prueba de torsión y ser comparado con datos de ensayos reales, por medio de gráficos y diferentes análisis.  

        II.         OBJETIVOS 

• Llevar a cabo el análisis de dos ejercicio de aplicación elegido por los integrantes del grupo mediante el uso del programa SOLIDWORKS, en el cual se calculó el ángulo de giro, se observó y analizó su comportamiento.
• Emplear los conocimientos dados por el docente para hacer de manera correcta la práctica de laboratorio.
• Comprender y aplicar el uso de herramientas tecnológicas para desarrollar correctamente la práctica, aplicando los conocimientos previos de la materia y usando ecuaciones adecuadas para resolver los problemas planteados y compararlos con los resultados arrojados por el software.  
• Reconocer y establecer las propiedades físicas y mecánicas de los materiales sometidos a esta prueba de tensión.

        III.         MARCO TEÓRICO 

A. Solid Works by Dassault Systemes.

Solid Works en el aparatado (SolidWorks Simulation) permite realizar estudios estáticos o de tensión que son estudios que calculan desplazamientos, reacciones, deformaciones unitarias, distribución del factor de seguridad y estudios relacionados con la torsión, lo que hace este software al desarrollar la simulación es inducir reacciones y fuerzas internas desde las cargas externas para renderizar el objeto en estudio y ponerlo en un estado de equilibrio. Además, este programa permite realizar el diseño completo de casi cualquier pieza, permitiendo agregar un material modificando sus propiedades físicas para su estudio por otro lado se pueden agregar restricciones que permitan tener distintos puntos de análisis en la práctica.  

B. Torsion

La torsión se define como el desplazamiento circular que tiene la sección transversal de un objeto cuando se aplica un momento torsor sobre este o se aplica una fuerza exterior que genera un momento torsor alrededor del eje. Se puede medir la torsión como la deformación producida por un par determinado.

C. Deformaciones en un eje Circular

En una deformación en un eje circular se pueden observar distintos comportamientos que genera esta deformación como los son, las secciones transversales de los extremos del eje siguen siendo planas, cuando se aplica un par de torsión externo al eje este genera un par de torsión correspondiente, esta deformación en un eje circular se define como ɸ (phi) que es igual a:

        ɸ = 𝑇𝐿        (1) [pic 1]

𝐽𝐺

donde T es un par de torsión, L la longitud del eje a analizar, J el momento de inercia y G el módulo de elasticidad a cortante.

D. Módulo de rigidez  

El módulo de rigidez es el coeficiente de elasticidad en cizalladura, se define como la relación que existe entre el esfuerzo cortante y el desplazamiento por unidad de longitud, en otras palabras, es una constante que caracteriza el cambio de forma de un material elástico cuando es sometido a un número de esfuerzos cortantes.

        IV.         PROBLEMAS

1. Ejercicio 1

Una barra circular Ab con extremos fijos para evitar su rotación tiene un agujero que se extiende hasta la mitad de su longitud (consulte la figura). El diámetro exterior de la barra es d2 = 3,0 ⅈn y el diámetro del agujero es d1 = 2,4 ⅈn. La longitud total de la barra es L = 50 ⅈn. ¿A qué distancia 𝑥 desde el extremo izquierdo de la barra se debe aplicar un par de torsión T0 de manera que los pares de torsión reactivos en los soportes sean iguales? [1]

[pic 2] 

Ilustración 1 Diagrama Ejercicio1 

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