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Científica
Instituto Politécnico Nacional
revista@maya.esimez.ipn.mx

ISSN (Versión impresa): 1665-0654
MÉXICO

2007
T. M. Reydezel / G. Urriolagoitia C. / David T. T.
APLICACIÓN Y ANÁLISIS COMPARATIVO DE LOS CRITERIOS DE DISEÑO
MECÁNICO POR RESISTENCIA A ESFUERZOS, RIGIDEZ Y MODOS DE
VIBRACIÓN
Científica, enero-marzo, año/vol. 11, número 001
Instituto Politécnico Nacional
DistritoFederal, México
pp. 33-40

Red de Revistas Científicas de América Latina y el Caribe, España y Portugal
Universidad Autónoma del Estado de México
http://redalyc.uaemex.mx

Científica V ol. 11 Núm. 1 pp.33-40
© 2007 ESIME-IPN. ISSN 1665-0654. I mpreso en México

Aplicación y análisis comparativo de los
criterios de diseño mecánico por resistencia
a esfuerzos, rigidez y modos devibración
2. Abstract (Application and Comparative Analysis of
Mechanical Resistance, Design Criterion, Stiffness,
Vibration Modes)

T. M. Reydezel1
G. Urriolagoitia-C.2
T. T. David3

A comparative analysis of two general procedures for
optimizing mechanical designs is presented in this paper. The
two procedures under investigation are: 1) The calculus of
utilized stress by using themechanical resistance design
criterion and 2) Calculus of utilized deformations by using the
rigidity design criterion. In both cases, finite element analysis
software is used for the static and dynamic analysis of the
support for a speed reducer used in the rear axle of an
agricultural tractor. The behavior of the support in every
vibration mode is carefully analyzed as well as the frequencies
atwhich the modes appear. The results point out the importance
of avoiding the independent use of the design criterions studied
since these are complementary. Moreover, depending on the
application either one or both criterions may be critical.

Laboratorio de Mecatrónica, CICATA-IPN.
Querétaro, Qro., CP 76040.
2
Departamento de Ingeniería Mecánica, SEPI-ESIME-IPN.
CP 07300, México, DF.
3Departamento de Materiales, CINVESTAV-IPN.
Querétaro, Qro., CP 76000.
MÉXICO.
1

correo electrónico:

retorres@ipn.mx,
urrio332@hotmail.com,
3
dtorres@qro.cinvestav.mx
1

2

Recibido el 6 de mayo de 2006; aceptado el 18 de octubre de 2006.

Key words: 02.60.Pn, 02.70.Dh, 81.40.Jj, 2.60.Gf, vibration
modes, numerical optimization, finite-element method, stressstrain relations.1. Resumen

3. Introducción

Éste es un reporte y análisis comparativo de dos procedimientos
generales para optimizar diseños mecánicos: 1) Cálculo de
esfuerzos utilizados con el criterio de diseño por resistencia
mecánica y 2) Cálculo de deformaciones utilizadas con el criterio
de diseño por rigidez. En ambos casos aplicando un programa
con base en el método del elemento finito paraanálisis estáticos
y dinámicos del soporte para un reductor de velocidad en el eje
trasero de un tractor agrícola. Adicionalmente se analiza el
comportamiento del soporte en cada uno en sus modos de
vibración y las frecuencias en los que cada uno de ellos aparece.
En las conclusiones de los resultados se resalta la importancia de
no incurrir en utilizar de manera independiente los criterios
dediseño señalados, ya que son complementarios y el destino de
uso del producto define que uno o ambos sean críticos.

El diseño mecánico de vanguardia consiste básicamente en
aplicar conocimientos multidisciplinarios científicos y
tecnológicos de frontera, a diferencia del diseño artesanal
basado en conocimientos empíricos. El principal elemento del
diseño es el cálculo que permite evitar lafalla de los elementos
mecánicos, además de participar en garantizar la satisfacción
de la necesidad de acuerdo a su destino de uso al menor costo
posible. Deben considerarse diversos criterios de diseño y
teorías en su cálculo, ya sea con la filosofía de diseño por
evolución como por la de innovación [1]. En este trabajo se
presenta una descripción breve de las teorías de falla en...