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Diseño y selección de materiales para los cables tensores de un candil un candil


Diseño:
Primero se ideó el diseño de un candil creativamente, el diseño no es copiado de ningún documento o diseñador y es una idea del autor. Para este fin se utilizó un programa de computadora llamado Solid Works que permite hacer diseño de componentes sólidos y hacer simulaciones para conocer losesfuerzos a que se encuentran sometidos.
El diseño consistió en una elipse que serviría como la estructura base del candil y sus dimensiones fueron de la siguiente manera:


Figura1: Elipse antes de darle volumen. Contiene los anchos de las secciones de las elipses.
La base del candil se compone de dos elipses, estas elipses deben tener cierta distancia entre ellas y se decidió que fuera de 10 cm,ambas elipses parten del mismo centro.El programa que se utilizo (Solid Works) permite ajustar estas dimensiones mediante cotas inteligentes y las elipses se establecen sin necesidad de hacer cálculos para propósitos del diseño.


Figura 2:Elipses unidas como un sólido con volumen y muestra los círculos que serán los puntos donde los tensores sostendrán el candil que pesa 1000Kg.

Cuando laselipses ya tiene volumen se observan como un sólido que es la base del candil, los círculos que se observan en la figura 2 son los puntos en lo que los cables tensores sostendrán el candil.Cabe mencionar que la distancia entre los distintos puntos están distribuidas equidistantes, para asegurar que el peso se pueda distribuir lo mas homogéneamente posible sin que en algún lugar del candil haya máscarga que en otro.
Los tensores:
Como el peso es de 1000 Kg hay que hacer un ´calculo para convertirlo a fuerza y así poder calcular la tensión a la cual estos van a estar sometidos, para este fin se considera únicamente a los cables tensores que van a sostener el candil, entonces las dimensiones de los cables que se van a utilizar son:
Largo
Diámetro
Área
200mm
2mm
3.1416E-6m^2

Loscálculos para cada cable dividiendo los 10000N de carga sobre el área transversal de cada cable son:


Según las propiedades del material este esfuerzo en cada cable tensor no afecta su forma y por lo tanto este material esta lejos de sufrir deformaciones plástica cuando estén sujetando los 10000N y con esto se decide escoger este material definitivamente para hacer los cables tensores.Propiedades de material
Referencia de modelo
Propiedades


Nombre:
Ti-8Al-1Mo-1V chapa recocida (SS)
Tipo de modelo:
Isotrópico elástico lineal
Criterio de error predeterminado:
Tensión máxima de von Mises
Límite elástico:
9.30792e+008 N/m^2
Límite de tracción:
9.37e+008 N/m^2
Módulo elástico:
1.2e+011 N/m^2
Coeficiente de Poisson:
0.32
Densidad:
4370 kg/m^3
Módulo cortante:4.6e+010 N/m^2
Coeficiente de dilatación térmica:
8e-006 /Kelvin



Tabla 1: Algunas propiedades consideradas y otras como referencia ,de la aleación utilizada para los tensores.
Revisando algunos materiales disponibles, se decidió que el material del que estarán hechos los cables será de una aleación Ti-Al8%-Mo1%-V1%.Las principales características de esta aleación que se tomaron en cuentapara cuestiones de esfuerzos y condiciones alas cuales estará sujetas el material fueron las de el límite elástico, el limite de tracción (UTS) y el modulo de Young, por cuestiones de diseño se eligió por su densidad y por su coeficiente de expansión térmica.
Simulación de los esfuerzos:
Para poder justificar la selección de la aleación se hiso una simulación con el software Solid Works con unsolo cable tensor. Escogiendo el material constituyente del tensor y diseñando el cable en el programa se puede realizar una simulación de tensión sobre el cable. El programa permite decidir cuanta carga poner en tensión y que zonas poner como estáticas y cuales poner sujetas a esfuerzos. Haciendo las consideraciones necesarias y el diseño del cable tensor( se consideró como una barra de...