A continuación se muestra el desarrollo del Concepto de Diseño utilizando el Programa SolidWorks,
Selección de Materiales
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Función
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Resistencia
a frágil fracturas
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Objetivo
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Minimizar
volumen
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Restricciones
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Diseño de
carga especifica
Diseño
energía especifica
Diseño
desplazamiento especifica
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1era Restricción. Diseño de carga especifica.
Esta restricción permite seleccionar que tipo de material tiene el máximo valor
Kc (Tenacidad a la factura), de la ecuación:
Mucha de las estructuras ingenieriles necesitan soportar grandes
cargas, (Puentes, edificios, etc), por lo que es importante tener en cuenta que
para la selección de materiales basado en la resistencia a la factura, el valor
de tenacidad se tome en cuenta como parámetro de filtrado.
2da Restricción. Diseño energía específica. Este parámetro también es fundamental a la hora del filtrado de
materiales que puedan resistir fractura. La energía total que puede soportar un
material, la manera en como contrarresta diferentes fuerzas, o la forma en como
almacena energías de carga, fatiga o choque permitirán desarrollar un campo
especifico de materiales que cumplan con resistir fracturas, disminuyendo lo
más que se puede su volumen.
3ra Restricción. Diseño desplazamiento
específico. Esta restricción surge de la necesidad
de que si algún material está soportando cargas, la deformación o
desplazamiento del material no sean grandes. Si esto no se tomara en cuenta,
las estructuras mecánicas no darán al usuario la confiabilidad necesaria, por
más que la estructura resista completamente la carga que se aplica sobre ella.
Cambio
de límites de filtrado
Límites
de Modulo de Young. 10 [106
Psi] hasta 100 [106 Psi]
Límites
de Tenacidad a la fractura. 10 [ksi*in1/2] hasta 100 [ksi*in1/2]
Dichos límites
se tomaron ya que se quisiera un material con propiedades elásticas (no muy
rígido) que le confiera al materia libertad de posibles deformaciones al
momento de soportar cargas, pero que a la vez pueda soportar para un alto
rango de dichas deformaciones antes de
ocasionarse la fractura.
Diseño de Carga Específica
Diseño de Energía Específica
Diseño de Desplazamiento Específico
Selección de Materiales:
-Acero al carbono (1137,
1141, etc): Muy comercial, bajo costo, cumple con
los requisitos fijados en nuestro criterio de selección
-Aleación de aluminio: Bajo
peso, fácil de maquinar y trabajar con él, cumple con los
requisitos fijados en nuestro criterio de selección.
