Analisis De Pedal

INSTITUTO TECNOLOGICO DE CHIHUAHUA

Análisis de pedal y pasadores

Carrera: Electromecánica

Materia: Modelado en 3D

Nombre: Héctor Licón Pérez


Catedrático: Fecha:
Ing. Sáenz Juárez Mayo 2012

Indice

Objetivo……………………………………………………………………………………………………………………… 3
Definición del problema ……………………………………………………………………………………………… 3
Determinación de fuerzas enel perno …………..…………………………………………………………… 4
Traslación de la fuerza al pedal …………………………………………………………………………………… 7
conclusiones …………………………………………………………………….………………………………………… 9

Objetivo
Se pretende analizar un ensamble de un pedal, el cual esta sujeto mediante pernos. Nuestro objetivo será encontrar la fuerza necesaria que se le debe aplicar a dicho ensamble para que el factor de seguridad de lospernos de como resultado un valor mínimo de 10.
Descripción del problema
Aquí tenemos una imagen del ensamble al cual le haremos el análisis del factor de seguridad.

Nuestro objetivo como ya se menciono es obtener que los pernos de sujeción tengan un factor de seguridad de 10. El problema radica en que no conocemos la fuerza que debemos de aplicar al pedal, pero conociendo el material con el queesta fabricado el perno, sus medidas y su posición vamos a calcular dicha fuerza mediante un análisis, después llevaremos los resultados obtenidos a la simulación mediante el programa de Solid work para comprobar que estamos en lo correcto.
Pernos de sugecion
Fuerza aplicada verticalmente


Determinación de la fuerza en el perno
Los pernos del ensamble estarán serán fabricados conun acero 1020 tomando esto encuanta podemos obtener datos necesarios del material mediante la información que nos proporciona el Solid work. Lo que utilizaremos de aquí será el limite elástico del material que es de 3585 kgf/cm2

Primero se realizo un estudio a todo el ensamble para saber donde se encontraban los esfuerzos más críticos. Con esto tomaremos como objeto de estudio el perno máscercano a donde se aplica la fuerza ya que es ahí donde se encuentra los esfuerzos críticos.




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Ahora para analizar el perno tenemos los siguientes datos:
Material: Acero 1020
Diámetro: .14cm
Limite elástico 38585 kgf/cm2
Factor de seguridad: 10
La fórmula para la obtención del factor de seguridad es:
Fs= σ maxσ aplicado
Ya tenemos el valor de Fs. ytambién del esfuerzo máximo, pero nos hace falta el esfuerzo aplicado, es de esté de donde obtendremos el valor de la fuerza que deberá tener nuestro perno para llegar al resultado deseado.
Para obtener el esfuerzo se tiene la siguiente formula:
σ= FA
Donde F es la fuerza aplicada y A es el área transversal de la pieza. Conbinando las dos formulas tenemos que:
Fs= σ maxF/A
Y es de aquíde donde despejaremos la fuerza :
F= σ maxFS/A
Viendo la formula podemos observar que ya tenemos todos los datos necesarios para calcular nuestra fuerza aplicada:
FS =10
A = (.14/2)2 * π = 1.5393cm2
σ max=3585 Kgf/cm2
Realizando la operación tendremos como resultado
F= 3858101.5395=548.5 kgf
Sin embargo esta fuerza estará sostenida por dos sujeciones del perno por tantodividiremos la fuerza a la mitad, lo que nos dará un resultado de 274.2535 kgf.
Una vez teniendo la fuerza pasaremos a modelar el perno y le realizaremos un estudio con está, para comprobar que nuestro factor de seguridad es efectivamente de 10.






Perno Modelado
sin estudio.

Fuerza aplicada

Sujeciones del perno
Vista del perno
después de realizar
el estudio deFS

Según los resultados obtenidos del análisis nuestro Fs. Nos da como resultado 11.27, un poco mas de lo que se buscaba obtener pero cumple con el objetivo.

Traslación de la fuerza a ubicación del pedal donde se aplica.
La fuerza que calculamos en el perno es la resultante de la fuerza que aplicaremos en el pedal, por lo tanto lo siguiente será transportar esa fuerza.
En la siguiente...