EXMEN DE CLCULO MECNICO ASISTIDO POR ORDENADOR

SEPTIEMBRE 2012 (08-09-2012)

ANSYS-WORKBENCH (elementos finitos)

Nombre:

Aula: Ordenador: N Exp:

Se suministra el archivo de geometra Soporte.stp del siguiente soporte de chapa:

(bajad el archivo Soporte.stp de la pgina web de la asignatura >Material>Examen-Sep2012) El soporte est fabricado en chapa de acero de lmite elstico 275 MPa y 10 mm de espesor. Se sujeta mediante la soldadura de todas las aristas de la chapa vertical trasera sobre un elemento muy rgido, con lo que estas aristas se pueden considerar empotradas o con un apoyo fijo. Sobre la chapa superior se sujeta una mquina (no modelizada) atornillada sobre los cuatro taladros de dicha chapa, con una masa de 150 kg y cuyo centro de gravedad se sita 120 mm por encima del taladro marcado en la figura.

Se pide:

1.1. Crear un anlisis estructural esttico en Ansys-Workbench, abrir el mdulo Geometry e importar la geometra suministrada.

1.2. Obtener las superficies medias de la pieza. Para ello, previamente realizar en la pieza las simplificaciones sugeridas a continuacin:

- Eliminar los radios de acuerdo de los bordes de las chapas - Eliminar los chaflanes de los bordes de las chapas - Eliminar los 6 pequeos taladros de los 2 brazos simtricos del soporte

Una vez obtenidas las superficies medias realizar las operaciones necesarias para que la pieza est formada por cuatro cuerpos (bodies) independientes, pero que estn correctamente unidos entre s de manera que posteriormente pueda obtenerse un mallado continuo y adecuadamente conectado en las aristas de unin entre bodies.

1.3. Pasar al mdulo de Simulacin y realizar el mallado con elementos predominantemente cuadrilteros 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:

)(750

6 mmenEXP

sizeGlobal

- El tamao de elemento en los 4 taladros mayores de la base horizontal debe ser la mitad del tamao global especificado antes.

Rellenad los siguientes datos del modelo realizado:

1.4. La mquina transmite unas cargas al soporte distribuida uniformemente en los cuatro taladros de sujecin. Se trata de una fuerza inclinada con las siguientes componentes:

- Fuerza vertical hacia abajo cuyo valor viene dado en funcin del nmero de expediente por:

)(2

3000 NenEXP

Fv

- Fuerza horizontal hacia delante de valor igual a la mitad de la componente vertical.

Tambin tener en cuenta el peso propio del soporte para el anlisis. Hacer el anlisis estructural, introduciendo las condiciones de carga de la pieza descritas anteriormente. Obtener como resultado la Tensin Equivalente de Von Mises, el coeficiente de seguridad frente al lmite elstico del material, y el desplazamiento vertical mximo en el borde frontal de la base horizontal (marcado en la figura).

Rellenad los siguientes datos del modelo realizado:

1.5. Realizar los cambios en la geometra (se recomiendan cambios de espesores en las chapas) que crea convenientes para logra que el coeficiente de seguridad sea superior a 2

Rellenad los siguientes datos del modelo modificado:

Grabar usando la opcin Save as en la pgina de inicio del proyecto, y elegir como nombre para el proyecto soporte. Hay que entregar el archivo soporte.wbpj y la subcarpeta soporte_files completa. Forma de entrega del examen: Accede a tu acceso personalizado, y en la pestaa de Tareas de la asignatura CMAO, sube estos archivos a la Tarea: Examen de Septiembre Adems, tambin graba los archivos en: T:\CMAO\Ansys_apellido1_nombre_n expediente\

Mxima tensin eqv. Von-Mises: Coeficiente de seguridad frente al lmite elstico de la pieza: Desplazamiento vertical mximo en el extremo: Comentarios:

Nmero de nodos: Nmero de elementos: Comentarios:

Cambios en chapa vertical: Cambios en chapas laterales: Cambios en chapa horizontal: Comentarios: