Mediante la Mecánica Computacional y particularmente con el Método de los Elementos Finitos realizaremos el Diseño y Análisis de un Brazo de Biela de un motor de combustión interna.
En primer lugar se estudiara al continuo con el fin de obtener las ecuaciones que corresponden al fenómeno físico, en nuestro caso, la deformación y esfuerzos de un sólido dentro del rango elástico. La representación de un sistema elástico sometido a cargas axiales nos permite identificar la geometría del sistema y la naturaleza de las condiciones de frontera.
Las ecuaciones de Equilibrio del prisma mecánico:
La ley de Hook –Relación entre Deformaciones y Esfuerzos-:
El brazo de Biela es:
Planos:
Simulación en BasicSOLID 0.1
La simulación se la realizó en BasicSOLID 0.1, programa realizado en MATLAB R2009.
ESTADO DE ESFUERZOS Y DEFORMACIONES INICIALES:
ESTADO DE ESFUERZOS Y DEFORMACIONES FINALES:
ELEMENTO MECÁCNICO:
Como producto final tenemos un elemento mecánico dentro de los parámetros exigidos. Resistencia suficiente para trabajar en un motor marca Volkswagen 1721 cuya capacidad es de 210 caballos de fuerza.
El siguiente video muestra a nuestro Brazo de Biela sometido a una carga axial de 50 toneladas de compresión y 30 toneladas en dirección negativa en el eje vertical. Cargas colocadas sobre la capacidad del elemento mecánico para mirar la deformación y destrucción del diseño.
Referencias
BATHE, Klaus J., Finite Element Procedures. Prentice Hall, Pearson Education, Inc. United Stated. 2006.
CHANDRUPATLA, Tirupathi R., BELEGUNDU, Ashok D., INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DEL ELEMENTO FINITO EN INGENIERÍA. 2ed. Editorial Prentice Hall, México. 1999.
Proyecto Presentado en:
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