EXMEN DE CLCULO MECNICO ASISTIDO POR ORDENADOR

Septiembre 2013 (07-09-2013)

ANSYS-WORKBENCH (elementos finitos)

Nombre: Aula: Ordenador:

Ejercicio (100% de la nota de Ansys-Workbench)

Se suministra el archivo .ipt (Autodesk Inventor) de la siguiente pieza:

(bajar el archivo Ansys_Sept_2013.ipt de la pgina web de la asignatura >Material>Examen-Sept13 )

Se trata de una escuadra de apoyo compuesta por dos chapas de 3 mm (horizontal y vertical), reforzadas con una cartela soldada de 4 mm de espesor. Todas realizadas en chapa de acero de lmite elstico 240 MPa

Est DESTINADA A SER FIJADA a una pared mediante 4 tornillos en los taladros superiores e inferiores (los dos taladros centrales no se utilizan).

Se pide:

2.1. Realizar las siguientes modificaciones del modelo:

Elaborar un modelo de elementos finitos de la pieza usando elementos bidimensionales tipo placa

Para ello ser necesario obtener un modelo geomtrico de superficies partiendo del archivo suministrado, obteniendo las superficies medias de cada chapa y efectuando los recortes y uniones necesarios

Eliminar del modelo los taladros centrales no utilizados.

2.2. Pasar al mdulo de Simulacin y realizar un mallado formado por tringulos de la pieza respetando los siguientes tamaos mximos de elemento:

- El tamao global para toda la pieza vendr dado en funcin del nmero de expediente del alumno por la expresin (2 decimales mnimo):

)(400

1 mmenEXPsizeGlobal +=

- El tamao de elemento en las aristas de los 4 taladros tiles debe ser la mitad que el tamao global especificado antes.

2.3. Aplicar el siguiente estado de cargas: - Peso propio de la escuadra. - Fuerza vertical M hacia abajo, distribuida sobre la arista anterior de la superficie

horizontal (2 decimales mnimo):

enEXPM (230

150 += N)

- Fuerza inclinada hacia abajo F2 sobre el vrtice P de la superficie superior, formando 45 con la arista lateral de dicha superficie y 45 con la propia superficie. El valor de la fuerza vendr dado en funcin del nmero de expediente del alumno por la expresin (2 decimales mnimo):

)(102

NenEXPF =

Obtener como resultado la Tensin Equivalente de Von Mises, el coeficiente de seguridad frente al lmite elstico del material, las fuerzas de reaccin en la zona de empotramiento, y el desplazamiento vertical mximo en el punto P.

Mxima tensin eqv. Von-Mises: Coeficiente de seguridad del soporte: Desplazamiento vertical punto P: Reacciones en el empotramiento: Rx = Ry = Rz =

Comentarios:

2.4. En un 2 modelo (usar la utilidad duplicar para no borrar el primero), modificar los espesores de las chapas que se considere oportuno para conseguir que al aplicar el estado cargas anterior se cumpla la siguiente condicin:

- El coeficiente de seguridad frente al lmite elstico debe ser superior a 3. Comentar a continuacin qu espesores se han modificado, y qu valores se obtienen con el nuevo diseo para la Tensin equivalente de Von-Mises, el coeficiente de seguridad y el desplazamiento vertical del punto P.

2.5. En un 3er modelo (usar la utilidad duplicar para no borrar el primero), realizar A PARTIR DE LA PIEZA INICIAL un anlisis modal considerando los apoyos y cargas que se crean convenientes Obtener el valor de las 4 primeras frecuencias naturales y comentar si el conjunto presentara algn tipo de problema para apoyar sobre l un emisor de radiofrecuencia que trabaja en un rango de 300 a 1000 Hz

Grabar el archivo resultante en la unidad T:\ con el siguiente nombre: T:\CMAO\ANSYS_apellido1_nombre_n expediente\

Frecuencia natural 1: Frecuencia natural 2: Frecuencia natural 3: Frecuencia natural 4:

Comentarios:

Espesores modificados:

Mxima tensin eqv. Von-Mises: Coeficiente de seguridad del soporte: Desplazamiento vertical punto P:

Comentarios: