Ingeniería asistida por computadora

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CELAYA[pic 2]

Ingeniería mecatrónica

Proyecto de integración de métodos

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Ingeniería asistida por computadora

Profesor: ALCARAZ CARACHEO LUIS ALEJANDRO

Alumno: TIERRABLANCA MUÑIZ CARLOS ESTEBAN

30/11/15

Índice

Resumen----------------------------------------------------------------------------------------------- 3

Introducción------------------------------------------------------------------------------------------- 3

Objetivo------------------------------------------------------------------------------------------------ 4

Justificación------------------------------------------------------------------------------------------- 4

Marco teórico----------------------------------------------------------------------------------------- 4

Desarrollo---------------------------------------------------------------------------------------------- 5

Resultados-------------------------------------------------------------------------------------------- 9

Conclusión--------------------------------------------------------------------------------------------- 9

Bibliografía---------------------------------------------------------------------------------------------9

RESUMEN: En el presente proyecto se analizará un problema de una barra con geometría y material mixto, a la cual se le aplica una fuerza, y se analizara para obtener sus deformaciones así como los esfuerzos correspondientes de cada punto.

INTRODUCCIÓN

En la actualidad el desarrollo de herramientas virtuales para la simulación de partes o mecanismos es más común, debido a que hay un evidente ahorro de recursos así como de tiempo sin embargo aún es necesario hacer algunas pruebas físicas de la parte mecánica, obteniendo así no solo un respaldo de pruebas físicas sino teóricas y simuladas.  

ANSYS desarrolla, comercializa y presta soporte a la ingeniería a través de software de simulación para predecir cómo funcionará y reaccionará determinado producto bajo un entorno real. ANSYS continuamente desarrolla tecnología enfocada en la simulación y a través del tiempo ha adquirido otros softwares para ofrecer un paquete de aplicaciones que pueden ser unificadas para los problemas más complejos. Además presta soporte a la industria.

Establecimiento del modelo, se construye la geometría del problema, creando líneas, áreas o volúmenes. Sobre este modelo se establecerá la malla de elementos. Esta parte del pre-proceso es opcional, dado que la ubicación de los elementos de la malla puede provenir de otras aplicaciones de diseño.

Se definen los materiales a ser usados en base a sus constantes. Todo elemento debe tener asignado un material particular.

Generación de la malla, realizando una aproximación discreta del problema en base a puntos o nodos. Estos nodos se conectan para formar elementos finitos que juntos forman el volumen del material. La malla puede generarse a mano o usando las herramientas de generación automática o controlada de mallas.

Aplicación de cargas, Se aplican condiciones de borde en los nodos y elementos, se puede manejar valores de fuerza, tracción, desplazamiento, momento o rotación.7 Obtención de la solución, que se obtiene una vez que todos los valores del problema son ya conocidos. Para finalmente obtengamos una visualización de resultados.

OBJETIVO:

Aprender a obtener datos de una barra mediante el método de rigideces, asi como simularlos en el paquete virtual ANSYS y comparar los resultados obtenidos teóricamente y por simulación.

JUSTIFICACION:

Aprender a interpretar los datos obtenidos en la simulación para compáralos con los obtenidos teóricamente.

MARCO TEÓRICO:

Las ecuaciones de compatibilidad relacionan las deformaciones de barras con los desplazamientos nodales. Introduciendo estas relaciones en las ecuaciones constitutivas, relacionamos las fuerzas en los extremos de barras con los desplazamientos nodales Introduciendo estas últimas relaciones en las ecuaciones de equilibrio se obtiene un conjunto de ecuaciones de fuerzas nodales en función de desplazamientos nodales, que pueden ser consideradas como Ecuaciones de Equilibrio de la estructura en función de desplazamientos. La resolución de este sistema de ecuaciones nos permite obtener el valor de las incógnitas (desplazamientos nodales), a partir de los cuales se obtienen las solicitaciones de las barras de la estructura, así como las reacciones. Cuando se van a calcular las relaciones esfuerzos de extremo de barra - desplazamientos, es natural escoger un sistema de coordenadas que haga estas ecuaciones lo más sencillas posible. Tomaremos por lo tanto como eje x el que coincide con el eje geométrico de la pieza y los ejes y y z coincidentes con los ejes principales de la sección transversal. Tal sistema pertenece a la barra, y no depende de la orientación de la misma en la estructura y lo denominaremos sistemas de ejes locales. Por el contrario, cuando las piezas se unen entre sí para formar la estructura, es necesario tener un sistema de coordenadas común para todos los movimientos y esfuerzos de extremo de barras para poder aplicar las condiciones de equilibrio y compatibilidad. La matriz de rigidez relaciona las fuerzas nodales equivalentes y desplazamientos sobre los nodos de la estructura, mediante la siguiente ecuación:

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