EVALUACION CONOCIMIENTO MA23 PRACTICA 1 U3

Evaluación Conocimiento MA23

Manufactura asistida por computadora

Autores: Astrid Isabel Ceballos Aguilar Paulina Durán Márquez José Antonio Guerrero Estrada Axel Ubaldo Rubio Luján Docente: M.I. Avner Parada Benítez Fecha 01-08-2023

01. Introducción

Pieza 1 Unidad 3

La pieza a realizar en el programa Solid Works será la que se presenta en la siguiente imágen, la cual se someterá a una simulación térmica y de presiónSe desarrollará en diferentes pasos usando las siguientes funciones:

• Revolución
• Extrusión
• Corte de extrusión
• Revolución de extrusión

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01.1Características de la práctica con respecto el proyecto integrador

Para la realización de nuestro proyecto, se utilizará de igual manera la simulación en Solid Works para determinar si la pieza es lo suficientemente segura para soportar los grandes esfuerzos a los cuales se someterá dadas las condiciones de altas temperaturas y presiones

Desarrollo

02.Desarrollo

2.1 Revolución

El primer paso para generar el pistón es iniciar un croquis en el plano alzado (En este caso), en el que se dibujó la figura presentada por los planos con la mayor cantidad de datos o medidas, así como un eje de revolución para que sea posible generar la revolución

El origen de la pieza se asumió que se encuentra en el punto horizontal al centro del círculo que posteriormente se extruirá, y vertical al eje de revolución

Plano

Apoyándose para algunas medidas con la vista de detalle A en el plano

Croquis

02.Desarrollo

2.1 Revolución

El primer paso para generar el pistón es iniciar un croquis en el plano alzado (En este caso), en el que se dibujó la figura presentada por los planos con la mayor cantidad de datos o medidas, así como un eje de revolución para que sea posible generar la revolución

El origen de la pieza se asumió que se encuentra en el punto horizontal al centro del círculo que posteriormente se extruirá, y vertical al eje de revolución

Apoyándose para algunas medidas con la vista de detalle A en el plano

Revolución

02.Desarrollo

2.1 Revolución

Posteriormente se selecciona la ventana de operaciones, en la cual se selecciona la ventana de "Revolución", y se selecciona el eje previamente dibujado sobre el cual se realizará la revoluciónEl resultado será el siguiente:

Extrusión

02.Desarrollo

2.2 Extrusión

Ahora, para realizar la sección que se encuentra adentro del pistón que no es una revolución, se realiza en un croquis, dado que es una revolución simétrica, es indistinto en un plano alzado o lateral, se seleccionó en este caso el lateralSe dibujó un círculo con centro en el origen y el radio se calcula como la distancia del eje a la parte superior del pistón menos la distancia de la parte superior del diámetro mayor a la parte superior del pistón (Equivalente a la suma de las distancias de la sección de detalle A)El resultado será el siguiente:

Croquis

02.Desarrollo

2.2 Extrusión

Ahora, para realizar la sección que se encuentra adentro del pistón que no es una revolución, se realiza en un croquis, dado que es una revolución simétrica, es indistinto en un plano alzado o lateral, se seleccionó en este caso el lateralSe dibujó un círculo con centro en el origen y el radio se calcula como la distancia del eje a la parte superior del pistón menos la distancia de la parte superior del diámetro mayor a la parte superior del pistón (Equivalente a la suma de las distancias de la sección de detalle A)El resultado será el siguiente:

Extrusión

02.Desarrollo

2.2 Extrusión

Luego, se procede a seleccionar en la pestaña de operaciones la extrusión, seleccionando ya sea hasta el siguiente (En dirección 1 y 2) o Hasta la superficie (En dirección 1 y 2) y luego seleccionando la cara interna del pistón (En ambas direcciones), cuidando que se fusione el resultado con el sólido El resultado será el siguiente:

Extrusión corte

02.Desarrollo

2.3 Extrusión corte

Ahora, para realizar el orificio presente en el pistón se selecciona el mismo plano que la extrusión del paso anterior, y se realiza un círculo con centro en el origen con el diámetro proporcionado directamente por el plano El resultado será el siguiente:

Croquis

02.Desarrollo

2.3 Extrusión corte

Ahora, para realizar el orificio presente en el pistón se selecciona el mismo plano que la extrusión del paso anterior, y se realiza un círculo con centro en el origen con el diámetro proporcionado directamente por el plano El resultado será el siguiente:

Extrusión corte

02.Desarrollo

2.3 Extrusión corte

Para continuar, en la pestaña de operaciones se selecciona la operación de extrusión corte, específicamente la opción de "Por todo: ambos" para que se corte de forma correcta El resultado será el siguiente:

Extrusión corte

02.Desarrollo

2.4 Extrusión corte

Dado que el plano especifica la medida desde el borde del pistón hasta el borde del cilindro hueco (en ambos lados, asumiendo que es una pieza simétrica), se debe crear un croquis en el plano planta, y dibujar un rectángulo, especificando la medida de largo que arroja directamente el plano, y el ancho puede ser igual o mayor al diámetro del cilindro El resultado será el siguiente:

Croquis

02.Desarrollo

2.4 Extrusión corte

Dado que el plano especifica la medida desde el borde del pistón hasta el borde del cilindro hueco (en ambos lados, asumiendo que es una pieza simétrica), se debe crear un croquis en el plano planta, y dibujar un rectángulo, especificando la medida de largo que arroja directamente el plano, y el ancho puede ser igual o mayor al diámetro del cilindro El resultado será el siguiente:

Extrusión corte

02.Desarrollo

2.4 Extrusión corte

Ahora, se realiza una extrusión corte en la pestaña de operaciones, indicando dos direcciones distintas En una dirección, el corte será por todo En la otra direción, el corte se deberá de seleccionar la medida del diámetro del cilindro, o bien, seleccionar "Hasta la superficie" y seleccionar la parte interna de la cabeza del pistón El resultado será el siguiente:

Extrusión corte

02.Desarrollo

2.5 corte de revolución

En el plano indica una perforación interna dentro del cilindro extruido, por lo que se abre un croquis el plano alzado (En éste caso) y se dibuja la mitad de un rectángulo que se muestra en el plano utilizando las medidas proporcionadas por el plano, así cómo dos ejes, uno vertical para realizar la simetría, y uno horizontal para realizar el corte de revolución El resultado será el siguiente:

Croquis

02.Desarrollo

2.5 corte de revolución

En el plano indica una perforación interna dentro del cilindro extruido, por lo que se abre un croquis el plano alzado (En éste caso) y se dibuja la mitad de un rectángulo que se muestra en el plano utilizando las medidas proporcionadas por el plano, así cómo dos ejes, uno vertical para realizar la simetría, y uno horizontal para realizar el corte de revolución El resultado será el siguiente:

Corte de revolución

02.Desarrollo

2.5 corte de revolución

Nuevamente se selecciona la pestaña de operaciones, pero se selecciona en "corte revolución", especificando las secciones a cortar y el eje horizontal sobre el cual girará la revolución El resultado será el siguiente:

Redondeo

02.Desarrollo

2.6 Redondeo

Para finalizar, en el plano se indica un redondeo en el vértice dónde converge el cilindro con la cara interna del pistón Por lo que en la pestaña de operaciones se selecciona "Redondeo", dónde se indica el radio proporcionado directamente por el plano, y los dos vértices en los que se redondeará El resultado será el siguiente:

Redondeo

02.Desarrollo

2.6 Redondeo

Para finalizar, en el plano se indica un redondeo en el vértice dónde converge el cilindro con la cara interna del pistón Por lo que en la pestaña de operaciones se selecciona "Redondeo", dónde se indica el radio proporcionado directamente por el plano, y los dos vértices en los que se redondeará El resultado será el siguiente:

Redondeo

02.Desarrollo

2.6 Redondeo

Para finalizar, en el plano se indica un redondeo en el vértice dónde converge el cilindro con la cara interna del pistón Por lo que en la pestaña de operaciones se selecciona "Redondeo", dónde se indica el radio proporcionado directamente por el plano, y los dos vértices en los que se redondeará El resultado será el siguiente:

Simulación

03.Desarrollo Simulación

3.1 Nuevo estudio

Para comenzar a realizar la simulación, se seleccionará la pestaña "Simulation", y a la única opción disponible en esa pestaña de "Nuevo estudio" Indicando que es un análisis estático Abrirá el siguiente menú:

Agregar material

03.Desarrollo Simulación

3.2 Agregar material

Dado que se especifica que el material del pistón es de fundición de hierro gris, se selecciona el material en el árbol de operaciones

Agregar cargas externas

03.Desarrollo Simulación

3.2 Agregar cargas externas

Se especifican dos cargas externas que interactuarán con el pistón: La presión de 10 Bar (10 Bar=1 MPa), y la temperatura de 50°C Por lo que sin cambiar de pestaña de "Simulation", se despliega el menú de "Asesor de cargas externas" para añadir dichas cargas externas especificadas, ambas en la parte superior de la cabeza del pistón

Agregar cargas externas

03.Desarrollo Simulación

3.2 Agregar cargas externas

Se especifican dos cargas externas que interactuarán con el pistón: La presión de 10 Bar (10 Bar=1 MPa), y la temperatura de 50°C Por lo que sin cambiar de pestaña de "Simulation", se despliega el menú de "Asesor de cargas externas" para añadir dichas cargas externas especificadas, ambas en la parte superior de la cabeza del pistón

Sujeciones

03.Desarrollo Simulación

3.3 Sujeciones

Se asume que el pistón será fijo en la parte interna del cilindro Por lo que sin cambiar de pestaña de "Simulation", se despliega el menú de "Asesor de sujeciones" para añadir una sujeción fija en la cara interna del cilindro

Sujeciones

03.Desarrollo Simulación

3.3 Sujeciones

Se asume que el pistón será fijo en la parte interna del cilindro Por lo que sin cambiar de pestaña de "Simulation", se despliega el menú de "Asesor de sujeciones" para añadir una sujeción fija en la cara interna del cilindro

Mallado

03.Desarrollo Simulación

3.4 Mallado

Con el fin de poder realizar una simulación, se debe de establecer un nivel de mallado de la pieza, abriendo en el árbol de operaciones la malla, para posteriormente crear la malla a el tamaño deseado, aunque mientras más fino sea el tamaño de mallado, más exacto será el resultado

Sujeciones

03.Desarrollo Simulación

3.5 Ejecución del estudio

Una vez asignando todos los valores requeridos para el estudio, así como la malla, se selecciona "Ejecutar este estudio" en el cual procesará la simulación arrojará tres resultados:

Tensiones de Von Mises

Desplazamientos

Deformaciones unitarias

03.Desarrollo Simulación

3.5.1 Tensiones de von mises

Al seleccionar el resultado de las tensiones de von Mises, ilustrará de forma visual los puntos en los que se encontrará el mayor esfuerzo de la pieza junto a una gráfica con los valores numéricos correspondientes al color (Los datos son en Pascales)Se puede observar que la sección dónde se concentran los esfuerzos son en el centro de la superficie del pistón

Deformaciones unitarias

Desplazamientos

03.Desarrollo Simulación

3.5.2 Desplazamientos

Al seleccionar el resultado de los desplazamientos, ilustrará de forma exagerada una representación visual los puntos en los que se encontrará la mayor deformación de la pieza junto a una gráfica con los valores numéricos correspondientes al color (Los datos son en milímetros)Se puede observar que la sección dónde existe mayor deformación son en el centro de la superficie del pistón, y en los bordes de ésta

Tensiones de Von Mises

Deformaciones unitarias

03.Desarrollo Simulación

3.5.3 Deformaciones unitarias

Al seleccionar el resultado de los deformaciones unitarias, ilustrará de forma visual los puntos en los que se encontrará la deformación con respecto al esfuerzo de la pieza junto a una gráfica con los valores numéricos correspondientes al color (Los datos adimensionales)Se puede observar que la sección dónde existe mayor deformación unitaria es en el centro de la superficie del pistón

Tensiones de Von Mises

Conclusiones

Desplazamientos

04.Conclusiones

Ésta práctica, además de servir como para reforzar lo aprendido en lectura de planos y las operaciones de Solid Works, nos permitió aprender cómo obtener análisis estáticos de piezas dadas unas condiciones específicas de presión y temperatura, aunque en caso de tratarse de otras condiciones, solo se selecciona dicha condición y la cara o punto en el que se aplica

Bibliografía

05. Bibliografía

Referencias bibliográficas

Falasco, R. (2018). Tutorial GENIALLY ✅ Crear PRESENTACIÓN INTERACTIVA [YouTube Video]. In YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=6gfp4zxjtf0&embeds_referring_euri=https%3A%2F%2Fmoodle.upchihuahua.edu.mx%2F&embeds_referring_origin=https%3A%2F%2Fmoodle.upchihuahua.edu.mx&source_ve_path=MjM4NTE&feature=emb_title