BasicCFD: ANÁLISIS DE UNA JUNTA EMPERNADA MEDIANTE FEM

* UNIONES: RIGIDEZ DEL ELEMENTO pagina 413. Capitulo 8. Richard BUDYNAS, Keith NISBETT. ‘DISEÑO EN INGENIERIA MECÁNICA de Shigley’.

Cuando se desea realizar una conexión que se pueda desensamblar sin el empleo de métodos destructivos y que sea suficientemente fuerte para resistir cargas externas de tensión, cargas debidas a momentos y cargas de cortante, o una combinación de ellas, una buena solución es la unión atornillada simple que tenga arandelas de acero endurecido.

Ø Y. Ito, J. Toyoda y S. Nagata han usado de técnicas de ultrasonido para el cálculo de la distribución de la presión en el interfaz del elemento. Los resultados demuestran que la presión permanece alta hasta aproximadamente 1.5 radios del perno. Donde el ángulo del cono es de 30°.

Ø Mediante F. E. M. se puede demostrar que la compresión de un elemento con las propiedades elásticas equivalentes representan un tronco de un cono hueco y comprobar los resultados que obtuvieron Ito, Toyoda y Nagata.

En la junta empernada pueden actuar dos o más elementos. En conjunto se comporta como resortes de compresión en serie, en este caso particular obviamos la utilización de empaque, para poder obtener de manera más fácil la rigidez de los elementos, porque la compresión se difunde entre la cabeza del perno y la tuerca.

Mediante la utilización de técnicas de ultrasonido para el cálculo de la distribución de la presión en el interfaz del elemento. Los resultados demuestran que la presión permanece alta hasta aproximadamente 1.5 radios del perno. Donde el ángulo α del cono es de 30º

SIMULACION

Modelo enmallado con 652 elementos y 362 nodos. Son problemas bidimensionales usando triángulos de deformación unitaria constante. El elemento tiene 359 elementos restringidos.

El programa para resolver los problemas de elementos triangulares está compuesto por 5 scripts en MATLAB R2008 y el script principal (MECANICA_FEM.m) tiene 159 líneas de código.

Discretización del dominio: