Ensayo de resilencia

ANÁLISIS Y SIMULACIÓN DE LA PRUEBA DE IMPACTO TIPO CHARPY MEDIANTE ELEMENTOS FINITOS
RESUMEN En la actualidad en la industria de nuestro país son poco utilizadas las herramientas computacionales en el diseño mecánico, una de las razones para ello es la desconfianza que produce el implementar nuevas tecnologías basadas en cálculos meramente computacionales. Mediante esta experiencia académica sepretende mostrar hasta que punto es viable el utilizar este tipo de análisis, comparando los resultados teóricos y experimentales obtenidos de una prueba de impacto en la maquina de impacto o péndulo Charpy con los resultados obtenidos en la simulación mecánica del evento mediante el software ALGOR. PALABRAS CLAVES: Maquina de impacto, simulación de eventos mecánicos, elementos Kinematicos,velocidad y tiempo del evento, péndulo Charpy. ABSTRACT In the actuality a the level of industry in the country, is less apply the computer’s tools in the mechanical design, one of the reason is the untrust that give the implementation of new technologies based only computer’s calculation. With this academic experience it is pretended shown until which point is possible to use this type of analysis,comparing the theorical results and the experimental result obtained from an impact probe in the impact machine or pendulum Charpy with the results obtained in the mechanical simulation of the event throughout the Algor software. KEYWORDS: Machine of impact, Mechanical event simulation, Kinematics elements, velocity and time of event, Charpy pendulum Nomenclatura EP energía potencial. EC energíacinética. m Masa. g Gravedad. h Altura. v Velocidad. r Radio. θ Desplazamiento angular. ω Velocidad angular. α Aceleración angular. T Tiempo. %Er Porcentaje de error. INTRODUCCIÓN Al momento de determinar las condiciones de seguridad para el diseño de una estructura o de una maquina, es vital el estudio de las cargas de tipo dinámico, ya que sabemos que cuando los materiales son sometidos a cargas deeste tipo su comportamiento difiere notablemente de la aplicación de cargas estáticas. Uno de los tipos de carga dinámica que mayor daño pueden causar a un diseño es la carga de impacto, ya que esta se presenta súbitamente, causando grandes esfuerzos
Fecha de Recibo: 21 abril de 2003 Fecha de Aceptación: 2 de junio de 2003

HÉCTOR E. JARAMILLO S. Ingeniero Mecánico Espec. En estructuras, U.V.Master(c) en Ingeniería Civil Prof. Corporación Universitaria Autónoma de Occidente hejaramillo@cuao.edu.co Grupo de Investigación Ciencia e Ingeniería de Materiales ALEJANDRO RUIZ CHACÓN Estudiante ultimo semestre Ingeniería Mecánica Corporación Universitaria Autónoma de Occidente cruiz40@hotmail.com

debido a la transformación, la absorción y disipación de la energía involucrada en el evento.Con las maquinas para ensayos de impacto se estudia el comportamiento de un material especifico a estas condiciones de carga; como se hace en los laboratorios de Mecánica de Sólidos de Ingeniería Mecánica1, mediante el ensayo de impacto (péndulo Charpy). En el ensayo realizado en el laboratorio se dejo caer el brazo pendular desde una altura determinada h (Figura 1), midiendo el ángulo total barridopor el brazo pendular y el tiempo que se invierte en el evento mediante la filmación del mismo, se pueden determinar las energías involucradas. 1. FORMULACION DEL PROBLEMA En la figura 1 se aprecia el modelo a analizar. Se desea comparar los datos obtenidos (velocidad, tiempo y ángulo de barrido) en el ensayo de impacto (péndulo Charpy) que se lleva a cabo en las instalaciones de la universidad,con los de una simulación realizada en el computador, utilizando la técnica de elementos finitos.

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En la Corporación Universitaria Autónoma de Occidente

SCIENTIA ET TECHNICA N° 21

JULIO / 2003 / 90

v = rω ⇒ ω =

in v 214,11 s = 33,96in r ( Antes del impacto )

(2)

ω = 6,3 rad s = 60,16 RPM

•

Calculo de la aceleración angular: ω2 2 ω 2 = ω 0 + 2αθ ⇒ α = (3) 2θ • θ ,...