Celda de carga

Celda de Carga
Modelado en SolidWorks, Manufactura y Prueba Fisica
Ing. Guillermo Luna Plaza
Departamento de Posgrado CETYS Universidad Mexicali, B.C., México ing.lunaplaza@gmail.com Resumen: En este documento se vera como se parte de un diseño, utilizando el software CAD, se simula y una celda de carga; a su vez se manufactura la celda de carga para comprar los datos obtenidos en el softwarecontra los resultados físicos.

I. Introducción
Desde la invención de la computadora el hombre ha buscado diferentes formas de utilizar esta herramienta, gracias a ella el hombre ha logrado maximizar sus tiempos en varios trabajos de su vida cotidiana. El uso de paqueterías específicas ha colaborado enormemente en este aspecto, ya que gracias a ello, en el caso del diseño mecánico, los tiemposde diseño se han acortado de una forma no esperada. La simulación física en computadora es una de las ventajas que dan estos paquetes, si bien se tiene la teoría y modelos matemáticos para esa actividad, no se contaba con el tiempo o recursos suficientes para que el tiempo utilizado sea el óptimo; SolidWorks por ejemplo maneja la parte del diseño en cuestión de formas, medidas, ensambles etc. Fig.2. Tornillo en “Fixed” para evitar cualquier moviemineto. Otra bondad es el hecho de contar con un apartado para la simulación física, con esto podemos predecir, conocer y anticipar cuestiones referentes a esfuerzos, deformaciones, transferencias de calor, etc. Aun así el programa no nos da resultados 100% confiables, solo es una aproximación, muy buena, pero no deja de serlo. Es por eso que setiene que hacer la prueba física, sin embargo se tiene una clara idea de lo que se esta haciendo, lo que se busca que deseamos obtener. Comparando ambos resultados podemos validar que el diseño es correcto y seguir con la etapa del diseño.

Fig. 1. Modelado y Ensamble

Fig. 3. Carga de 675 lb. (3000N) en tensión.

Fig. 4. Malla con 14360 elementos y 22901 nodos.

Fig. 6. Deformaciones enel eje X.

I.

Diseño En SolidWorks.

II.

Propiedades De Material Y Entorno

1.1 En SolidWorks, que es un programa de diseño mecánico, diseñaremos la celda de carga tipo “S”. 1.2 Después hacemos el ensamble con lo que simulara ser los tornillos que someterán a tensión la celda de carga. Ver Fig. 1. 1.3 Conexiones entre la celda de carga y los tornillos. 1.4 Para nuestro estudionecesitamos indicarle el tipo de conexión que hay entre la celda de carga y los tornillos, en este caso será “Bonded”. Bonded es para celda y los tornillos se unan como si fuese una sola pieza en general.

2.1 Selección de material Ahora aplicaremos el tipo de material del que está hecho la celda de carga, con estos datos el programa tendrá la información necesaria que le permitirá realizar los cálculosque arrojarán los resultados obtenidos en la simulación. 2.2 El entorno es todo aquello que está interactuando con la celda. Tenemos que dar esta información al programa para que realice los cálculos:   Perno de “fixed”, para que no tenga movimiento alguno. Ver Fig. 2. Perno superior con una fuerza de 675 lb (3000N). Ver Fig. 3.

Fig. 5. Esfuerzos vonMises

Fig. 7. Grafica de deformacionesen una seccion en eje X

Carga - Deformacion
350 300 250 200 150 100 50 0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 675 Carga Lbs Ch 1 ue Ch 2 ue

D e fo rm a c io n u e

Fig. 10. Diagrama Carga-Deformación Fig. 8. Prueba a compresión con Laca.

IV.

Prueba Física

III.

Mallas y cálculos

3.1 La malla es una red que divide a todo el sistema en pequeños sistemas deecuaciones que serán fáciles de resolver. Si la red contiene una gran cantidad de nodos, el programa nos puede dar un mejor resultado, esto quiere decir, un resultado más apegado a la realidad. Solo que este beneficio tiene el costo de que la máquina tardara más tiempo en realizar los cálculos, además, si la cantidad de nodos y elementos es demasiado también puede fallar la veracidad de los...