Mara

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1.2. Coordenadas y movimiento
El movimiento se puede describir con diversos tipos de coordenadas. En
lo que sigue se define tres sistemas de coordenadas que se usará en MECÁNICA:
coordenadas cartesianas, cilíndricas y esféricas. Para cada uno
de estos sistemas de coordenadas tridimensionales se define tres coordenadas
escalares que son (x,y, z) en cartesianas; (ρ ,φ , z) en cilíndricas
y(r,θ ,φ ) en esféricas y además se define vectores unitarios asociados a
esas coordenadas espaciales: (ˆı, ˆj,ˆk), ( ˆ ρ , ˆ φ ,ˆk) y (rˆ,θˆ ,φˆ) respectivamente.
Estos vectores unitarios apuntan en una dirección que, en general, depende
del punto que se está describiendo. Sólo en coordenadas cartesianas
esto no ocurre así.

Se pudo observar que la biela se encuentra deformada plásticamente enel plano XY perpendicular al eje de giro (ver figura 2)

[pic]

5.1. Estudio mecánico
Dentro del estudio mecánico se han realizado 13 simulaciones diferentes. De estas podemos
diferenciar tres grandes grupos:
En el primer grupo se incrementa el valor de la carga para obtener el grado de confianza con
que se diseñó la biela; este grado de confianza resulta del cociente entre las tensionesadmisibles respecto a las tensiones máximas, el modelo seguido para el análisis es elástico
lineal; lo que da resultados plenamente comparables con las teorías analíticas clásicas y por
tanto fácilmente comprobables.
El segundo grupo de análisis se basan en la variación de la excentricidad de la carga. Así
puede determinarse el límite máximo admisible de este parámetro que garantiza uncorrecto
funcionamiento del mecanismo del que forma parte la biela. La justificación del estudio de
este parámetro está en el posible juego que permite el bulón (elemento que une el pistón y la
biela) en el funcionamiento a régimen del motor. El hecho de que este parámetro este
plenamente controlado, puede hacer que cualquier desajuste en la zona de transmisión del
esfuerzo, tras la explosión en lacámara de combustión, no resulte fatal para el
funcionamiento del motor.
El tercer grupo de análisis corresponde al refinado de malla, se ha realizado la repetición de
algunas simulaciones variando la malla, es decir el tamaño y tipo de los elementos que la
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conforman. Siempre hemos trabajado con mallas desestructuradas y se ha mallado con
tetraedros, lineales y cuadráticos.Esto sirve para comparar los resultados entre ambos
análisis. Si los resultados obtenidos no difieren de forma importante, se mantienen dentro del
mismo orden de magnitud. Se deberá optar por la solución que sea de costes más
asumibles.
Por último se presentan dos análisis correspondientes a imperfecciones en la geometría de
la biela. Estas son un hueco en el nervio central de la biela y unamuesca en uno de los
nervios laterales de la misma. Estas dos imperfecciones se introducen para observar su
actuación como concentradores de tensiones sobre la geometría a estudio.
5.1.1. Análisis con incremento de carga
Dentro de este primer grupo, se realizan seis simulaciones, donde el valor de la carga se ha
incrementado, sucesivamente, en por dos, por tres, por cuatro, por cinco y pordiez; los
resultados explícitos de los mismos se presentan en el anejo a la memoria C.
Los resultados obtenidos se muestran en forma de mapas de colores, donde se
representaremos los desplazamientos que sufre la pieza, las tensiones normales,
tangenciales y principales a las que está trabajando la misma. Presentamosa continuación
un ejemplo de estos resultados. La Fig. 5 presenta los resultadosde desplazamientos
cuando nuestra biela esta sometida a la carga nominal y en la posición normal de trabajo, de
forma similar se presenta en las Fig. 6 y Fig. 7 los desplazamientos correspondientes a la
dirección longitudinal de la biela, eje X, y los correspondientes desplazamientos en la
dirección Y.
Esta situación descrita en el párrafo anterior, será la base de comparación para todos...
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