análisis del cilindro cuando el pistón se encuentra en el punto muerto superior

Introducción
El análisis de elemento finito es una técnica que es usada para obtener soluciones a problemas de
ingeniería con valores de frontera. Usa técnicas numéricas llamadas métodos de elemento finito para
solucionar los problemas con valores de frontera. FEA involucra un modelo hecho por computadora del
diseño que está cargado y analizado para resultados específicos. El método fuedesarrollado primeramente
por Richard Courant en 1943. El hizo uso del método de análisis numérico y minimización de cálculo
variable de Ritz para obtener una solución aproximada de sistemas de vibraciones. [1]

1

CAPITULO 1. GENERALIDADES DEL PROYECTO

1.1.

Objetivos del proyecto
Analizar el comportamiento del cilindro cuando el pistón se encuentra en el punto muerto superior en
suscondiciones normales de trabajo (temperatura, presión), haciendo uso del software ANSYS el cuál
usa el análisis de elemento finito se desea lograr una aproximación al comportamiento de la misma.

1.2.

Justificación del proyecto
La razón por la cual se ha elegido el cilindro cuando el pistón se encuentra en el punto muerto
superior como pieza de análisis es su amplio espectro de mejora, sinembargo para poder comenzar
a mejorar se debe de conocer su comportamiento en sus condiciones de trabajo.

1.3.

Importancia del proyecto
La importancia que tiene para la carrera de ingeniería mecánica automotriz el cilindro cuando el
pistón se encuentra en el punto muerto superior, ya que es ahí donde ocurre la combustión dentro
de un motor de combustión interna, logrando así el trabajonecesario ya sea para generar
electricidad o movimiento dentro de un automóvil.

1.4.

Actualidad del proyecto
El proyecto no es actual, ya que en éste análisis el material elegido no es un material usado
actualmente para la manufactura del block, debido al nuevo desarrollo de nuevos materiales, sobre
todo de materiales compuestos, actualmente Toyota utiliza aleaciones de aluminio concerámica
para así reducir la fricción, sin embargo esa información no fue posible de localizar para así hacer
el análisis bajo condiciones de frontera reales.

1.5.

Alcances y Limitaciones
El cilindro supuesto es el de un motor 1.4 L de un chevy pop 1997 y la relación de compresión de
10 TBI, para otro motor este análisis no será confiable, debido a que la presión y la temperatura
serándiferente, ya que un motor más nuevo soportará temperaturas superiores así cómo presiones
más altas debido a que la relación de compresión ha aumentado.
2

1.6

Innovación científica.
En este proyecto no se llevó acabo ninguna innovación científica debido a que el tiempo es muy
reducido como para poder realizar un estudio el cuál permita realizar pruebas y cálculos de
precisión, además de lacarencia de equipo.

1.7

Métodos de investigación
Se realizó una investigación teórica, buscando en diversas fuentes la información que permitiera
el desarrollo del proyecto, también se hizo uso de mediciones indirectas como lo es la relación de
los gases ideales para obtener la presión dentro del cilindro cuando el pistón se encuentra en el
punto muerto superior, también usando métodosindirectos de medición se obtuvieron las medidas
de dicho punto para realizar el modelado aprovechando que es un motor cuadrado.

1.8

Confiabilidad de los resultados
Debido a los métodos de medición usados este análisis puede resultar poco confiable, sin embargo
para fines didácticos cumple su propósito pues el alumno se ve en la necesidad de decidir las
condiciones de frontera, por qué lohizo de ese modo, por qué de ese material y sobre todo aprende
a analizar resultados que ofrecen las gráficas que nos entrega el software ANSYS.

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CAPÍTULO II.

Planteamiento del proyecto

2.1 Análisis estático estructural.
a) Modelación
Haciendo uso del software SolidWorks se realizó el modelo tridimensional del cilindro cuando el
pistón se encuentra en el punto muerto superior,...