Dinamica

Capitulo 1. Mecanismos de Barras Articuladas

Conceptos Básicos

Tipos de Movimiento de un cuerpo rígido
El movimiento que estudiaremos será en el plano por lo tanto hay tres tipos de movimiento:

• Rotación pura: El cuerpo posee un punto (centro de rotación) que no tiene movimiento con respecto al marco de referencia “estacionario”. Todos los demás puntos del cuerpo describen arcosrespecto a ese centro. Una línea de referencia trazada en el cuerpo, y que pasa por su centro, cambia únicamente su orientación angular.
• Traslación pura: Todos los puntos en el cuerpo describen trayectorias paralelas (curvas o rectas). Una línea de referencia trazad en el cuerpo cambia su posición lineal pero no su posición angular.
• Movimiento complejo: Es una combinación simultánea detraslación y rotación. Cualquier línea de referencia trazada en el cuerpo cambiara su posición lineal y su orientación angular. Los puntos en el cuerpo se moverán en trayectorias no paralelas y habrá en todo momento un centro de rotación, que continuamente cambiara de ubicación.

GDL ó Grados de Libertad de un sistema mecánico
Número de parámetros (medidas) independientes que se necesitanpara definir unívocamente su posición en el espacio en cualquier instante de tiempo. Un cuerpo rígido en movimiento plano tendrá 3 GDL (2 Longitudes y un ángulo) y un cuerpo rígido en el espacio tendrá 6 GDL (4 longitudes y dos ángulos).

Eslabón
Es (hipotéticamente) un cuerpo rígido que posee por lo menos dos nodos, que son los puntos de unión con otros eslabones.

Clasificación de loseslabones
• Según el numero de nodos: Pueden ser binarios (de dos nodos), ternarios (de tres nodos) y cuaternario (de cuatro nodos). Su forma puede ser cualquiera.
• Según el movimiento: Fijo, Manivela, Biela y Corredera.
• Según la función: Fijo, Conductor, Transductor y Conducido.

Junta
Es una conexión entre dos ó más eslabones (en sus nodos), la cual permite algún movimiento ómovimiento potencial, entre los eslabones conectados. Las juntas también se conocen como pares cinemáticas. Son de 1GDL.

[pic]
Cadena Cinemática
Ensamblaje de eslabones y juntas, interconectados de modo que proporcionen un movimiento de salida controlado en respuesta a un movimiento de entrada proporcionado.

Mecanismo
Es una cadena cinemática en la que por lo menos se ha fijado o sujetado uneslabón al marco de referencia. (El cual puede estar en movimiento)

Máquina
Combinación de cuerpos resistentes dispuestos para hacer que las fuerzas mecánicas de la naturaleza realicen trabajo acompañado por movimientos determinados.

Fijación ó Fijación Cinemática
Se define como cualquier eslabón o eslabones que están sujetos en el espacio (sin movimiento) en relación con el marco dereferencia. Observe también que el propio marco puede, de hecho, estar en movimiento.

Inversión Cinemática
Se crea mediante la fijación de un eslabón diferente en la cadena cinemática. Por tanto, hay tantas inversiones de un eslabonamiento (mecanismo) dado como eslabones haya.

GDL ó Grados de Libertad de un mecanismo
También conocido como movilidad “M” y son el número de entradas que se necesitaproporcionar con la finalidad de crear una salida predecible.

• Sí los GDL son positivos tendremos un mecanismo y los eslabones tendrán movimiento relativo.
• Sí los GDL son iguales a cero tendremos una estructura y no será posible el movimiento.
• Si los GDL son negativos tendremos una estructura precargada, lo que significa que no será posible ningún movimiento y algunosesfuerzos también pueden estar presentes en el momento del ensamblaje.

Ecuación de Gruebler para mecanismos planos [pic]
Donde: [pic]Movilidad, [pic]Número de eslabones y [pic]Número de juntas completas

Ecuación de Kutzbach para mecanismos planos [pic]
Donde: [pic]Movilidad, [pic]Número de eslabones, [pic]Número de juntas completas y
[pic]Número de semijuntas

Junta múltiple
El número...