Informe técnico para la selección de materiales para el proyecto de fabricación de un asiento

[pic 1]

UNIVERSIDAD CATÓLICA ANDRÉS BELLO

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

FUNDAMENTOS DE INGENIERÍA ASISTIDA POR COMPUTADORA

INFORME TÉCNICO PARA LA SELECCIÓN DE MATERIALES PARA EL PROYECTO DE FABRICACIÓN DE UN ASIENTO

Presentado a:

Ing. Joao De Gouveia

Elaborado por:

Brazón Barragán, Orlando José

Da Silva Dias, Samuel Alejandro

Girón Tarazona, William Girón

Hernández Velásquez, Mariana Angélica

Iamartino Camero, Moises Eduardo

ÍNDICE GENERAL

CAPÍTULO I        1

1        PREMISAS        1

1.1        Instrucciones y Solicitudes del Cliente        1

1.1.1        Planos y Ensamblaje        1

1.1.2        Parámetros de Evaluación para el Diseño        2

1.2        Propiedades Mecánicas        3

1.2.1        Acero AISI 1020        3

1.2.2        Acero AISI 304        3

1.2.3        Acero AISI 4340        4

1.3        Ensayos de Propiedades Mecánicas        4

CAPÍTULO II        5

2        RESULTADOS        5

2.1        Aplicación de SolidWorks        5

2.2        Tablas de Combinación y Factibilidad        5

CAPÍTULO III        15

3        RECOMENDACIONES        15

3.1        Solución Óptima Factible        15

4        Bibliografía        17

Índice de Tablas

Tabla 1: Materiales Disponibles        2

Tabla 2: Variaciones Posibles        5

Tabla 3: Resultados por Simulación        6

Tabla 4: Cálculo de Costos Simulación 1        13

Tabla 5: Cálculo de Costos Simulación 3        13

Tabla 6: Cálculo de Costos Simulación 7        13

Tabla 7: Cálculo de Costos Simulación 9        14

Índice de Figuras

Figura 1:Ensamble del Asiento        1

Figura 2: Despiece del Asiento        2

Figura 3: Acero AISI 1020        3

Figura 4: Acero AISI 304        4

Figura 5: Acero AISI 4340        4

Figura 6: Tensión Simulación 1        7

Figura 7: Desplazamiento Simulación 1        7

Figura 8: Deformación Unitaria Simulación 1        8

Figura 9: Factor de Seguridad Simulación 1        8

Figura 10: Tensión Simulación 3        8

Figura 11: Desplazamiento Simulación 3        9

Figura 12: Deformación Unitaria Simulación 3        9

Figura 13: Factor de Seguridad Simulación 3        9

Figura 14: Tensión Simulación 7        10

Figura 15: Desplazamiento Simulación 7        10

Figura 16: Deformación Unitaria Simulación 7        10

Figura 17: Factor de Seguridad Simulación 7        11

Figura 18:Tensión Simulación 9        11

Figura 19: Desplazamiento Simulación 9        11

Figura 20: Deformación Unitaria Simulación 9        12

Figura 21: Factor de Seguridad Simulación 9        12

Figura 22: Asiento Renderizado SolidWorks        15

CAPÍTULO I

1. PREMISAS

En el presente capítulo se le dará al lector una breve introducción acerca de los lineamientos que se tomaron en cuenta para llevar a cabo el presente informe; de esta forma, se describirán las propiedades mecánicas de los materiales a utilizar para luego tomar decisiones acerca de su factibilidad.

1. Instrucciones y Solicitudes del Cliente

Se solicita estudiar las diferentes combinaciones aplicadas al diseño del asiento proporcionado por el cliente y, a partir de esto, llegar a una conclusión sobre el prototipo más factible tomando en cuenta tanto el factor de seguridad, como las fuerzas que este debe soportar. De esta manera, se presentan recomendaciones al cliente en base a dichos análisis.

1. Planos y Ensamblaje

El asiento consta de tres tipos de piezas y cuatro elementos en total: dos soportes, una armadura y un asiento, como se muestra en la Figura 1 y en la Figura 2.

[pic 2]

Figura 1:Ensamble del Asiento

Fuente: El Cliente

[pic 3]

Figura 2: Despiece del Asiento

Fuente: El cliente

1. Parámetros de Evaluación para el Diseño

Se estudió el diseño bajo la condición de que el asiento y la armadura son del mismo material, así como, el par de soportes. Asimismo, el prototipo debe fijarse a una pared y tener la capacidad de soportar una carga total de 1000N con un factor de seguridad mayor o igual a 9.

Por otro lado, tomando en cuenta los tres tipos de material y sus costos asociados, reflejados en la Tabla 1, se procede a realizar los ensayos de propiedades mecánicas.

Tabla 1: Materiales Disponibles

Fuente: El proveedor (enero 2019)

1. Propiedades Mecánicas

Para el desarrollo del ensamblaje, los materiales que pueden utilizarse son: el acero AISI 1020, acero ASISI 304 y acero normalizado AISI 4340. Seguidamente, se mostrarán algunas de sus propiedades.

1. Acero AISI 1020

Este es un acero con bajo contenido de carbono, es de fácil mecanizado y buena soldabilidad. Gracias a su composición se encuentra frecuentemente en piezas estructurales o en maquinaria de mediana resistencia. De esta forma, responde bien al trabajo en frío y al tratamiento térmico de cementación, sin embargo, es propenso a la corrosión.

[pic 4]

Figura 3: Acero AISI 1020

Fuente: (Anónimo, Ejes y Barras de Acero, 2021)

1. Acero AISI 304

Este acero por su tipo de composición es resistente a diversos agentes de corrosión y de oxidación, también e s resistente al calor, a las bajas temperaturas, y soporta apropiadamente las deformaciones.

[pic 5]

Figura 4: Acero AISI 304

Fuente: (Anónimo, Reliance Foundry, 2022)

1. Acero AISI 4340

Este acero, posee un contenido relativamente alto de carbono, que le proporciona una buena resistencia a la fatiga y gran tenacidad; también, conserva sus propiedades ante altas temperaturas, tracción, torsión y cambios de flexión. Por ello, suele utilizarse en el diseño de piezas sujetas a esfuerzos dinámicos muy elevados.

[pic 6]

Figura 5: Acero AISI 4340

Fuente: (Anónimo, Songshun, 2021)

1. Ensayos de Propiedades Mecánicas

Siguiendo las condiciones de este informe contamos con tres materiales y dos pares de piezas, esto nos lleva a estudiar nueve posibles prototipos con configuraciones distintas. Esto nos lleva a, evaluar y analizar las tensiones, desplazamientos, deformaciones unitarias y factores de seguridad de cada diseño. Dicho esto, las pruebas con cada configuración nos permiten indicarle al cliente cuál es la más adecuada para sus requerimientos.

...