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 Asunto: Re: Resistencia de materiales y cálculo de elementos de máquinas
NotaPosteado: Dom Ago 31, 2014 0:06 
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Torino ZX
Avatarde Usuario

Registrado: Mar Feb 08, 2011 11:29
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La verdad es que la explicación es magnifica, muy simple de entender!

Una consulta, ¿como calculan o saben la fuerza a la que esta sometida, por ejemplo, un cigueñal?
Osea sabes que si lo pasas de X fuerza, a una determinada cantidad de ciclos se corta, la pregunta es como se sabe a que fuerza se somete y determinar que margen hay.


Saludos Brando

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 Asunto: Re: Resistencia de materiales y cálculo de elementos de máquinas
NotaPosteado: Dom Ago 31, 2014 10:24 
Torino ZX
SIGA MAESTRO ,sus explicaciones me hacen acordar a un profe que tuve en el INAC que era un capo.(Encima me estoy tomando unos mates con una bombilla pampeana que para que le voy acontar :lol: :lol: :lol: )Un abrazo


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 Asunto: Re: Resistencia de materiales y cálculo de elementos de máquinas
NotaPosteado: Lun Sep 01, 2014 10:48 
Torino ZX
clmoro escribió:
Ahí esta la razón por la que dicen (mecánicos de la vieja escuela con los he hablado) que los primeros cigüeñales de Tornado (doble filtro) son mucho mas duros que los últimos 7 bancadas, en aquella época el valor utilizado para el diseño del mismo se acercaría mas a la tensión de Wöhler que los últimos. Es así Daniel?

A eso vamos…
Dijimos que el otro número es el de vida útil.
En este otro gráfico vemos representada la tensión de trabajo a carga variable, señalada en ocre (horizontal), que como se ve, es mayor que la tensión de Wöhler. Al cruzar la línea del gráfico, corta hacia abajo (vertical) en verde, indicando el número de ciclos para la vida útil N.


Adjuntos:
Gráfico de fatiga  Número de vida útil 1.jpg
Gráfico de fatiga Número de vida útil 1.jpg [ 87.47 KiB | Visto 157 veces ]
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 Asunto: Re: Resistencia de materiales y cálculo de elementos de máquinas
NotaPosteado: Lun Sep 01, 2014 11:01 
Torino ZX
Esto significa que podemos tomar una tensión que sabemos que indefectiblemente provocará la rotura por fatiga, pero ocurrirá después de que el elemento haya sobrepasado la vida útil, lo cual permite hacer elementos más livianos, más pequeños y más baratos.
Se entiende que no tiene sentido diseñar el eje del giróscopo direccional de un misil para que trabaje por debajo de la tensión de Wöhler, porque dura en trabajo unos minutos…
Acá me parece oportuno aclarar qué se entiende por vida útil de un elemento o una máquina. La definición más acertada y completa, a mi juicio, la encontré en el prólogo de un manual de rodamientos de SKF. Ahí dicen los suecos que la vida útil (en horas de funcionamiento o millones de revoluciones, según el caso) que SKF indica para un rodamiento en función de las rpm de trabajo y la carga actuante, es alcanzado sin problemas por el 98 % de los rodamientos; de ese 98 %, más de la mitad superará hasta 5 veces la duración de la vida útil. Pero hay un 2 % que se puede hacer bosta en seguida. En ese caso, SKF repone sin costo el rodamiento, pero no las demás piezas que se puedan haber dañado…
Con los cigüeñales, con las tapas, con las bielas, con los bulones, con los pistones, etc. etc. etc. pasa exactamente lo mismo (con la salvedad de que algunos fabricantes ni siquiera te reconocen la reposición de la pieza).
Aclarado el punto, paso a considerar: las causas de que, según los viejos mecánicos los cigüeñales del 4b sean más “duros” que los del 7b (en caso de ser así), son tan variadas y múltiples que es difícil dar una respuesta categórica.
En primer lugar, habría que definir a qué se refieren con más “duro” (técnicamente, la dureza se mide; no es opinable).
En segundo lugar, hay que analizar las formas de uno y otro (los canales internos de lubricación, los radios de empalme de las áreas mecanizadas, las terminaciones superficiales, los tratamientos de endurecimiento superficial y los tratamientos térmicos, son de por sí concentradores de tensión, además del número crítico de revoluciones, son distintos en uno y en otro).
No hay que olvidar también que un elemento de máquina no presenta un determinado comportamiento de por sí, sino que se comporta en relación con otros elementos acoplados (cojinetes, retenes, bulones, bielas, poleas, etc.) que pueden alterar los resultados de las prestaciones…
Resumiendo, Claudio: es posible que así sea, pero no te puedo dar una respuesta categórica.
Lo que yo analizo acá, y en parte intento poner en claro, es que toda máquina moderna (digamos de posguerra), está diseñada en función del número de ciclos de vida útil, y la tensión de cargas repetidas correspondiente a ese número siempre es superior a la tensión de Wöhler.
Las implicancias que esto tiene en un cigüeñal viejo, hacen que aún en condiciones de buen uso, algún cigüeñal se parta como un queso, y no necesariamente se deberá a la bestialidad de conductor y/o mecánico, porque podemos “hacer un motor completo”, pero por más que rectifiquemos el cigüeñal, sólo recuperaremos la forma geométrica, ya que nadie le puede quitar los ciclos que lleva andando, del mismo modo que a la Susy, o la Moria, o la Graciela, o la Nacha, los polvos que se echaron no se los quita nadie, ni tampoco les curan la osteoporosis, ni el Alzheimer, aunque las envuelvan en botox y parezcan unas pendejas (bueno... algunas no tienen forma de parecer otra cosa que un lagarto a la parrilla)…
Brando: tu pregunta la escribo hoy a la tarde.

Continuará...


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 Asunto: Re: Resistencia de materiales y cálculo de elementos de máquinas
NotaPosteado: Lun Sep 01, 2014 14:33 
Torino ZX
Brando:
Ahora que los alumnos están resolviendo la prueba (de paso los dejo copiarse algo... :mrgreen: ), intentaré responder a tu pregunta.
El cálculo de la fuerza que actúa sobre el cigüeñal, es simple. En cualquier librito está (por ejemplo en el de mecánica técnica y mecanismos, del inefable Facorro Ruiz, por citar a uno…). El quilombo no es calcular esa fuerza, sino determinar qué esfuerzo produce en el elemento, y no en todo el elemento, sino en cada una de las secciones resistentes. Un cigüeñal es la más difícil de todas las piezas para calcular a la fatiga, porque está sometido a cargas variables y a esfuerzos combinados.
En alguna oportunidad, con más espacio y tiempo, podríamos charlar algo sobre el tema (en el cual no soy experto), pero te puedo aclarar en algo la cuestión básicamente. En un cigüeñal, hay determinadas secciones resistentes que están sometidas a torsión; hay determinadas secciones que están sometidas a flexión; hay determinadas secciones que están sometidas a corte; hay determinadas secciones que están sometidas a compresión y hay determinadas secciones que están sometidas a dos o más de estos esfuerzos a la vez. A estos esfuerzos, hay que agregarle el esfuerzo de compresión superficial y el de desgaste.
Todos estos esfuerzos son cíclicos (ninguno es estático), y son ciclos asimétricos (la tensión alternativa es mayor en un sentido que en otro, o sea, puede estar sometidos a picos de compresión de mayor valor que los picos de tracción, o variar entre un valor máximo y un valor mínimo de compresión, o… etc.), de modo que los concentradores de tensión hinchan especialmente las pelotas…
Recordá que hablamos al principio de la ecuación de equilibrio para cargas estáticas. Esta ecuación comparaba las cargas en kilos con las secciones resistentes en milímetros cuadrados. Cuando las cargas son dinámicas, la ecuación de equilibrio se “transforma” en relacionar la energía cinética en kilográmetros con la masa resistente en kilogramos… y ya no se habla de tensión estática, sino de tensión dinámica, en la que el gráfico del ensayo de tracción da una idea de cuánto trabajo hace falta para romper la probeta, pero hasta ahí. Los ensayos dinámicos son otra historia, y se utiliza un péndulo que le da un garrotazo a una probeta (hay varios métodos), y se mide la energía de rotura… si te interesa el tema, te puedo pasar alguna data por mp. Si creen que da pa todo el mundo, me dicen y a la cola, que después de otras cositas que creo que van antes de eso, le dentramo’…
Bueno, volviendo al tema de tu pregunta, hay varios métodos para calcular las tensiones dinámicas, de los cuales conozco solamente uno. Es el método de la carga estática equivalente. Si me seguiste hasta acá, le meto con esto, y si no, chiflá que lo encaro de otra forma y vemos. Cuando esto esté en el buche, lo que sigue es fácil.
Abrazo pibe, y gracias por interesarte en el tema.


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 Asunto: Re: Resistencia de materiales y cálculo de elementos de máquinas
NotaPosteado: Mar Sep 09, 2014 22:36 
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Torino ZX
Avatarde Usuario

Registrado: Mar Feb 08, 2011 11:29
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Si es por mí, dale para adelante.

Gracias a vos, por interesarte en que aprendamos algo!


Saludos Brando

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 Asunto: Re: Resistencia de materiales y cálculo de elementos de máquinas
NotaPosteado: Mar Sep 23, 2014 12:06 
Torino ZX
Hola a todos. Después de unos días de quirófanos, drenajes, costuras, internaciones y otras cosas por el estilo, ya estamos en casa algo más tranquilos.
Seguimos, Brando.
El método de la carga estática equivalente es sencillo conceptualmente. Se basa en hacer de cuenta que el elemento a calcular va a trabajar con carga estática, pero con un valor mayor del teórico.
¿Cuánto mayor es el valor de carga estática a tener en cuenta? Depende del tipo de carga variable al que esté sometido el elemento en cuestión.
El valor que transforma la carga estática teórica se multiplica entonces por un factor “k”, que está tabulado para cada caso en particular. La ecuación de equilibrio queda entonces:
σ = k x P/S
Existe un coeficiente k por concentración de tensiones, uno por carga variable, otro por carga de impacto, etc.
Los rusos, por ejemplo, han fijado tres tipos diferentes de régimen de carga:
I Carga constante
II Cargas variables
III Cargas de impacto
Y han fijado los valores para los coeficientes k según sea el régimen I, II ó III.
Los alemanes tienen un método de clasificación parecido, y en la mayoría de los casos es lo más práctico de aplicar.
El valor del coeficiente k se obtiene de ensayos de fatiga especializados, y se compara el resultado del ensayo utilizando probetas normales con el resultado del ensayo utilizando probetas especializadas. Se hace la probeta como la normalizada, pero se le hace un concentrador de tensiones geométrico (sólo influye en la forma), como por ejemplo, una ranura, o una entalla, o una rosca, o un canal, o un agujero transversal, etc. La probeta con concentrador de tensión resiste menos que la otra, y sobre la base de esta reducción de la resistencia, se determina el valor del coeficiente k.
Así las cosas, el cálculo se realiza como si fuera en condiciones ideales, pero con la carga aumentada en su valor (se multiplica p x k), de modo que se compensa. Dicho en criollo: me aseguro de que aguante k veces más de lo que le cargo, por si las moscas…
En realidad, la ecuación de equilibrio queda afectada por varios k: un k por el tipo de régimen de carga, otro k por el tipo de concentrador de tensiones, etc. pero el concepto es el mismo.
Cabe aclarar que todo esto sirve para lo que Tedeschi llama “cálculo de primera orientación”, ya que después hay un número de situaciones particulares a tener en cuenta durante el desarrollo del proyecto y durante las pruebas de comportamiento en el prototipo y en el desarrollo de la fabricación a gran escala (otro asunto más que importante, que puede modificar bastante los resultados).
Chiflame si se entendió, porque ando medio complicado de sesera y con el mate en otras cosas que me traen medio preocupado…
Continuará…


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 Asunto: Re: Resistencia de materiales y cálculo de elementos de máquinas
NotaPosteado: Mar Sep 23, 2014 13:19 
Torino ZX
¡Gracias Daniel!


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 Asunto: Re: Resistencia de materiales y cálculo de elementos de máquinas
NotaPosteado: Mar Sep 23, 2014 13:55 
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Torino ZX
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Registrado: Vie Sep 19, 2008 13:26
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Ubicación: Capital Federal
HDLGC escribió:
¡Gracias Daniel!


Adhiero!


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 Asunto: Re: Resistencia de materiales y cálculo de elementos de máquinas
NotaPosteado: Mie Sep 24, 2014 1:00 
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Miembro Legendario y Vitalicio
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Registrado: Dom Jun 03, 2007 20:38
Posts: 20787
Ubicación: lanus este-bs as-argentina
Daniel se entiende muy claramente , al menos yo lo entiendo,¿ o sera porque pase por eso hace unos cuantos años atras?

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Un abrazo, Gustavo


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 Asunto: Re: Resistencia de materiales y cálculo de elementos de máquinas
NotaPosteado: Mie Sep 24, 2014 8:43 
Torino ZX
Si, Gustavo; es así. Todo conocimiento previo ayuda a incorporar conocimientos nuevos, o ampliar los conocimientos incorporados. Esto, que es aplicación de sentido común, los pedamogos lo redactan de un modo extrañoenredadoincomprensiblecuasimisterioso, pa' hacer cáscara de cuánto saben... (¿Se nota que los tengo montados en un huevo? :mrgreen: ).
Todo lo que has aprendido o visto o escuchado antes, te facilita la comprensión al verlo nuevamente (es como garch..se a la vecina: lo que hiciste con tu mujer te sirve... :wink: ).
Abrazo.
Daniel.


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 Asunto: Re: Resistencia de materiales y cálculo de elementos de máquinas
NotaPosteado: Jue Sep 25, 2014 2:00 
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Torino ZX

Registrado: Vie Oct 08, 2010 0:06
Posts: 2032
Ubicación: marcos paz z/o bs as
Daniel el musico escribió:
(es como garch..se a la vecina: lo que hiciste con tu mujer te sirve... :wink: ).
Abrazo.
Daniel.


¡El famoso andamiaje cognitivo! :mrgreen: :mrgreen:


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 Asunto: Re: Resistencia de materiales y cálculo de elementos de máquinas
NotaPosteado: Jue Sep 25, 2014 19:38 
Torino ZX
Yo no habría encontrado palabras más exactas... :mrgreen:


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