Diseno Estructura

Universidad Rafael Landivar
Facultad de Ingeniería
Ingeniería Mecánica
Diseño de Maquinas 1

Diseño de estructura

Necesidad:
Se necesita diseñar una estructura a la cual se le colocara unpolipasto, esta estructura debe ser capaz de soportar 2 toneladas de peso, con una deflexión máxima de ½ pulgada en su extremo.
Problema:
Encontrar las dimensiones de la estructura, si se cuentaúnicamente con tubos de acero (SCH 40) AISI 1010 HR de 1”, 1 ½ “ y 2” de diámetro exterior. También se deberá encontrar la altura h de la base de la estructura para que esta al girar 360° no se voltee. Porúltimo se deberá especificar el factor de seguridad usado y la razón del mismo.
Síntesis:
Se considerara la fatiga como principal parte del análisis del problema, y se utilizaran las medidas ycondiciones críticas de la misma, como por ejemplo utilizar la medida más corta posible de tubo horizontal para reducir así el momento en el mismo. El diámetro de los tubos será el mayor puesto que estaes otra condición crítica para que soporte el peso requerido.
Se consideraran los siguientes factores, el laminado en caliente, el tamaño de 2”, un esfuerzo a flexion, una temperatura de trabajo a70° y una confiabilidad del 99.99%. No se consideraran factores especiales como corrosión, muescas, etc.
Análisis y Optimización:
Se=(ka)(kb)(kc)(kd)(ke)(kf)Se’
ka – factor de condicione desuperficie: es un acero laminado en caliente
donde a y b están en tablas:
a=14.4 ; b= -0.718 ; Sut= 47kpsi por medio de la tabla A-20 del libro de texto “Diseño en Ingeniería Mecánica de Shigley” por lotanto:

kb- factor de tamaño: en nuestro caso el diámetro exterior en condiciones criticas es de 2”.

kc- factor de carga: nuestra carga esta a flexion.
kc=1 en flexion

kd=factor detemperatura: trabajara a una temperatura de 70°F por medio de la tabla 6-4 del libro:
kd=1

ke=factor de confiabilidad: usara un factor de confiabilidad de 99.99% por tabla 6-5 del libro:
ke=0.702...