diseño mecanico 1

TECNOLÓGICO DE ESTUDIOS SUPERIORES DE TIANGUISTENCO

NOMBRE DE LA ASIGNATURA:

Diseño Mecánico 1

NOMBRE DEL ALUMNO:

Jonathan Rojas Pueblas

NOMBRE DE LA ACTIVIDAD:

Investigación bibliográfica

FECHA DE ENTREGA:

07/03/2015

ÍNDICE

1) Metodología del Diseño

1.1. Conceptos de diseño

1.2. Filosofía del diseño

1.3. Proceso del diseño

1.4. Factores de diseño

1.5. Fundamentos de ergonomía.

2) Teorías y criterios de falla por cargas estáticas

2.1. Cargas estáticas

2.2. Concentradores de esfuerzo

2.3. Teoría de cortante máximo

2.4. Energía de distorsión

2.5. Esfuerzo normal máximo

2.6. Coulomb Mohr

2.7. Mohr modificado.

Introducción: Podemos decir que el diseño mecánico tiene diferentes campos de acción para el

ingeniero con aplicación y fabricación de los productos hacia al consumidor, sistemas

de manufactura, equipos electromecánicos entre otros.

Por otra parte la falla es la pérdida de función de un elemento tanto por deformación

(fluencia) como por separación de sus partes (fractura), los mecanismos de falla

dependen de la estructura microscópica del material y de la forma de sus enlaces

atómicos. Para poder predecir la falla de materiales bajo cargas estáticas (se

considera carga estática a aquella que no varía su magnitud ni dirección en el tiempo)

y poder hacer diseños de elementos de máquinas confiables se han desarrollado

varias teorías para grupos de materiales, basándose en observaciones

experimentales.

ASIGNATURA Diseño Mecánico 1ALUMNO Jonathan rojas pueblas

GRUPO 1602 PARCIAL No. 1 TIPO 1er oportunidad

1) Metodología del Diseño

1.1. Conceptos de diseño

¿Qué es el diseño?

Es la concepción original de un objeto u obra destinados a la producción en serie.

Ámbito de trabajo: Ingeniería Mecánica Diseñar: proceso de crear soluciones eficaces Objetivo: proporcionar una o varias soluciones para definir un producto de forma que satisfaga los requisitos y restricciones establecidas

Diseño: una de las soluciones aportadas por el proceso Diseño final: la solución final elegida que se utiliza para fabricar o construir el producto

1.2. Filosofía del diseño

El diseño es una actividad mental, una actividad fruto del intelecto mediante la cual se generan una serie de ideas respecto a la solución práctica de un problema que requiere del desarrollo y/o construcción de una máquina, mecanismo, dispositivo y/o la creación de un proceso.

Desde un punto de vista amplio el proceso de diseño es aplicable a las artes como a las actividades técnicas. El proceso de diseño implica la definición clara de que es lo que se debe desarrollar, como debe funcionar, como se debe hacer, las funciones, los requerimientos, etc.

El diseño tiene diferentes niveles dependiendo del grado de profundidad que se le dé a la solución. Este puede ser simplemente los esquemas, plano o bocetos sobre una obra o maquina o puede tener una mayor complejidad e incluir las memorias de cálculo que permiten dimensionar el tamaño de los componentes, la selección de los materiales, la simulación computacional del funcionamiento del equipo, entre otras.En general puede decirse que el diseño es la formulación de un plan integral realizado por un grupo interdisciplinario, cuyo objetivo es satisfacer una necesidad.

1.3. Proceso del diseño

1. conceptualización (ideas) 2. síntesis (agrupación de elementos) 3. análisis (elementos finitos) 4. evaluación (costes) 5. representación (planos)



1.4. Factores de diseño

El factor de diseño hace referencia a las características o consideraciones que se debe tomar en cuenta para determinado diseño, a veces uno de esos factores será crítico es decir el más importante pero si se llega a satisfacer sus condiciones ya no será necesario considerar los demás. Normalmente los factores de diseño a tomarse en cuenta son:

- Resistencia- Confiabilidad- Condiciones térmicas- Corrosión- Desgaste- Fricción o rozamiento- Procesamiento- Utilidad- Costo- Seguridad- Peso- Ruido- Estilización- Forma- Tamaño- Flexibilidad- Control- Rigidez- Acabado de superficies- Lubricación- Mantenimiento- Volumen- Vida útil- Funcionalidad

De los factores mencionados algunos se refieren directamente a las dimensiones, al material, al procesamiento o procesos de fabricación o bien, a la unión o ensamble de los elementos del sistema, mientras que otros se relacionan con la configuración total del sistema.

1.5. Fundamentos de ergonomía.

El estudio de las características del ser humano para adaptarse y diseñar mejor su entorno” (Letayf, 1994) y busca la manera de que el lugar o puesto de trabajo se adapte al trabajador, en lugar de obligar al trabajador a que se adapte a su puesto de trabajo.

Cuando el lugar de trabajo por ejemplo está diseñado ergonómicamente se van a reducir o eliminar las lesiones y accidentes de la espalda que pueden ser causadas por tensión y movimientos repetitivos como la escoliosis.



La Ergonomía se utiliza para diseñar o adaptar el equipo, las herramientas, el puesto de trabajo con el objeto de reducir la fatiga, distintos problemas de salud, lesiones y accidentes. El diseño del trabajo también incluye otros factores como: la organización del trabajo, la cantidad del trabajo, la cantidad de personal, los descansos y los horarios de comida. La mayoría de los lugares de trabajo fue diseñada antes de que se pensara en términos ergonómicos. Por eso, mucha maquinaria es difícil de operar ya que no fue diseñada para ser utilizada según las características del trabajador.

La aplicación y uso de la Ergonomía en el lugar de trabajo reporta muchos beneficios; en particular elimina o reduce las lesiones y accidentes en músculo y esqueleto, que son las lesiones causadas a los músculos, tendones, nervios y tejido blando.

Hay seis características conocidas como factores de riesgo que pueden causar problemas:

• Repetición: Es cuando el trabajador está utilizando constantemente sólo un grupo de músculos y tiene que repetir la misma función todo el día. Ej. uso de martillo en la construcción.

• Fuerza excesiva: Es cuando muchos de los procedimientos manuales obligan a los trabajadores a usar grandes cantidades de fuerza. Ej. empujar o halar algo pesado o levantar más de 25 kilos.

• Posiciones o posturas: Es cuando el trabajo obliga a mantener una parte del cuerpo en una posición incómoda causando tensión en los músculos, tendones o las coyunturas. Ej. levantar algo pesado colocado más alto de los hombros.

• Tensión mecánica: Es cuando hay un contacto fuerte y repetido con superficies duras de la maquinaria. Ej. usando el gatillo de una manguera de aire.

• Herramientas vibradoras: Es cuando hay uso frecuente de herramientas vibradoras, especialmente en ambientes fríos o cuando está combinado con posiciones incómodas.

• Temperatura: Cuando los trabajadores tienen que trabajar en un ambiente muy caliente o muy frío.

En muchas ocasiones los cambios ergonómicos pueden producir beneficios considerables al hombre, a las condiciones de trabajo y a la empresa lo que se refleja en un mejoramiento de la productividad.

2) Teorías y criterios de falla por cargas estáticas

2.1. Cargas estáticas

La teoría del esfuerzo cortante máximo establece que se produce la fluencia cuando la tensión cortante alcanza el valor del esfuerzo cortante máximo. El



esfuerzo cortante máximo se define como el correspondiente a la fluencia del

material en el ensayo de tracción, esto es

2.2. Concentradores de esfuerzo

Se refiere al estado macroscópico de esfuerzos, y tiene un significado único para

problemas en el plano que involucran la definición de esfuerzo promedio. Entonces, si

se barrena un agujero en una placa sometida a tensión, el esfuerzo presente en el

elemento es constante siempre y cuando se mida a una distancia apreciable del

agujero, pero el agujero se vería incrementado considerablemente



2.3. Teoría de cortante máximo

También conocida como Teoría de Tresca. Establece que la fluencia del material se produce por el esfuerzo cortante, surgió de la observación de la estricción que se produce en una probeta cuando es sometida a un ensayo de tensión. La teoría dice:

La falla se producirá cuando el esfuerzo cortante máximo absoluto en la pieza sea igual o mayor al esfuerzo cortante máximo absoluto de una probeta sometida a un ensayo de tensión en el momento que se produce la fluencia”

2.4. Energía de distorsión

Propuesta por R. Von Misses al observar que los materiales bajo esfuerzos hidrostáticos soportan esfuerzos mucho mayores que sus esfuerzos de fluencia bajo otros estados de carga. La teoría establece:

“La falla se producirá cuando la energía de distorsión por unidad de volumen debida a los esfuerzos máximos absolutos en el punto crítico sea igual o mayor a la energía de distorsión por unidad de volumen de una probeta en el ensayo de tensión en el momento de producirse la fluencia”

La teoría de Von Misses dice que la distorsión del elemento es debida a los esfuerzos

principales restándoles los esfuerzos hidrostáticos



La energía de distorsión es la diferencia entre la energía total de deformación por unidad de volumen y la energía de deformación por unidad de volumen debida a los esfuerzos hidrostáticos.

2.5. Esfuerzo normal máximo



Enunciada por W. Rankine, la teoría enuncia:“La falla se producirá cuando el esfuerzo normal máximo en la pieza sea igual o mayor al esfuerzo normal máximo de una probeta sometida a un ensayo de tensión en el momento que se produce la fractura”Notando la resistencia a la tensión como Sut y la resistencia a compresión como Suc, tenemos que según la teoría, la falla se dará cuando:

2.6. Coulomb Mohr

Se deriva de forma similar a la teoría de Coulomb-Mohr Dúctil sólo que, al tratarse de materiales frágiles, se tienen en cuenta las resistencias últimas del material a la tensión y compresión en lugar de los esfuerzos de fluencia. La ecuación de la línea de falla cuando 1 0 3 resulta ser:

2.7. Mohr modificado.



También conocida como Teoría de la Fricción Interna (IFT). Ésta teoría tiene en cuenta

que el esfuerzo de fluencia a tensión (Syt) es diferente al esfuerzo de fluencia a

compresión (Syc), donde generalmente Syc > Syt. Se basa en los ensayos de tensión

y compresión, y establece que en el plano la línea tangente a los círculos de Mohr

de los ensayos de tensión y compresión al momento de la fluencia es la locación de la

falla para un estado de esfuerzos en un elemento.



CONCLUSIONES:

En el contenido antes mensionado, nos podemos dar cuenta de la gran variedad de

elementos que conformaran la primera y segunda unidad puesto que primordialmente

debemos de entender algunos conceptos para despues peoceguir a realizar paso a

paso los calculos como se nos indiquen ya sea el caso, por otra parte me doy cuenta

que el circulo de mohr sera de mucha ayuda para calcular algunos esfuerzos y que no

solo este dato sino que se volvera mas complejo y aquí sera donde aplicaremos

nuestros conocimientos adquiridos en el transcurso de nuestra carrera.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS:

http://dim.usal.es/eps/im/roberto/cmm/Teorasdefallabajocargasestticas.pdf

http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lim/gonzalez_d_e/capitulo2.pdf

http://datateca.unad.edu.co/contenidos/358016/Higiene%20y%20seguridad

%20laboral/leccin_15__fundamentos_de_ergonoma.html



http://datateca.unad.edu.co/contenidos/358016/Higiene%20y%20seguridad%20laboral/leccin_15__fundamentos_de_ergonoma.html

http://datateca.unad.edu.co/contenidos/358016/Higiene%20y%20seguridad%20laboral/leccin_15__fundamentos_de_ergonoma.html

http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lim/gonzalez_d_e/capitulo2.pdf

http://dim.usal.es/eps/im/roberto/cmm/Teorasdefallabajocargasestticas.pdf

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