Analisi de chasis

ANALISIS DE ESFUERZO EN UN CHASIS DE CAMIONES
 

1.- INTRODUCCION
Constituido en Londres en el año 1888,  F.C.A.B. es hoy una empresa sólida y dinámica, que ha alcanzado un alto grado de desarrollo y que presta una variada gama de servicios a sus clientes. Uno de esos servicios es el transporte de cátodos de cobre electro refinado para prácticamente todas las Mineras de cobre del norte deChile.
Es por esto que el Departamento de Ingeniería desarrolla un nuevo proyecto de construcción de carros  de porta cátodos de capacidad de carga de 60 ton. en el que se agrega una serie de mejoras e innovación debido a la experiencia de su personal.
La simulación numérica por ordenador ha supuesto un gran avance en este sentido puesto que permite verificar el comportamiento físico de un nuevoproducto antes de que exista físicamente mediante la realización de "ensayos sobre prototipos virtuales". La simulación permite pues avanzar en el tiempo las conclusiones de actividades que, de realizarse sobre prototipos físicos, resultarían mucho más costosas en tiempo y dinero. De este modo se reduce además el riesgo en las decisiones tempranas al tiempo que sé amplia notablemente el campo deexploración de soluciones posibles.
Este estudio evalúa la integridad estructural del carro porta cátodos proyectado bajo las operaciones básicas de carguío. Para este análisis se utilizó el método de los Elementos Finitos, mediante el cual se obtuvo el campo de esfuerzos para todos los sectores de  los componentes del carro del porta cátodos.
Las condiciones de evaluación estructural del carrose evaluaron por el criterio de resistencia estática y de fatiga.

2.- OBJETIVOS
El presente informe tiene como objetivo determinar la distribución de esfuerzos en el nuevo diseño de carro de porta cátodos de 60 ton. mediante el Método de los Elementos Finitos en las condiciones extremas. Con los resultados obtenidos se  determinara si el carro está dentro de los esfuerzos permisibles, si no esasí se realizara recomendaciones al diseño.
 
3.- ANTECEDENTES
3.1.- Descripción del equipo y vistas Isométricas:
El carro porta cátodo está compuesto de una viga central plegada (color rojo) y marcos de perfiles UPN Laminado (amarillo y azul) rigidizado por diferentes  planchas. El material de construcción es de acero estructural A 3724 ES. Tiene como objetivo transportar  60 toneladas decátodos  que se distribuyen en  10 gaviotas (color verde). El carro se apoya en 2 boggie que los conecta a las ruedas.
  
3.2.- Materiales de construcción
El carro porta cátodos está proyectado para  construirlo en acero estructural A 37-24 ES. Las propiedades mecánicas mínimas según la Norma Chilena es de:
                        Tipo de Acero                         : A 37-24 ES                        Resistencia a la tracción           : 363 [MPa]
                        Límite de Fluencia                    : 235 [MPa]
                        Alargamiento                           : 22%
                        Densidad                                 : 7.861 [kg/m3]
                        Módulo de Poisson                  : 0,3
                        Módulo deelasticidad: 210.000 [Mpa]
 

3.3.- Condiciones de carga: Las fuerzas que actúan sobre el carro son tres:
3.3.1. Fuerza de Tiro (Draft): Proviene de la acción de tracción  o tiraje de la locomotora sobre los carros y que se transmite a los carros por medio de los enganches y amortiguadores, según la norma ferroviaria esta equivale a 350.000 [lbs] (158.757 [kg] o 1.555.819 [N] de tracción. 777.909[N]a cada lado ). Ver anexo 8.7. La aplicación de esta fuerza se realiza en el cajón de enganche que entra en contacto con el chavetón de enganche.
3.3.2. Peso de los cátodos: Considerando que el diseño es para 60 toneladas cada gaviota soporta 6 toneladas y la mitad de una gaviota soporta 3 toneladas debido al peso de los cátodos. Este peso origina una fuerza de 29.400 [N] tal como lo...