Pontificia Universidad Católica de Chile
Departamento de Ingeniería Mecánica y Metalúrgica
ICM2022 - Diseño Mecánico
Profesor: Javier Vera (jgvera@uc.cl)
Matías Greco
Tarea 1 Diseño Mecánico
b)
Pieza 6.35mm
Para la primera pieza, se utilizó como restricción fija una de las caras circulares de la probeta,
mientras que a la otra cara se le asignó una fuerza distribuida de 1000 N, tal como se ve en la figura
1. Mediante la simulación y análisis de estrés de Inventor, se determinó por análisis de elementos
finitos que la tensión máxima de Von Mises fue de 36,86 MPA, con un factor de seguridad mínimo
de 6,73. Ambos valores se encuentran en las figuras 2 y 3 respectivamente.
Figura 1: Fijaciones y fuerzas
Figura 2: Von Mises
Figura 3: Factor de seguridad
c)
Pieza 6mm
Para la pieza de diámetro central de 6mm, se repitió el procedimiento en a), como se aprecia en las
figuras 4, 5 y 6, obteniéndose una tensión de Von Mises de 41,02 MPa y un factor de seguridad de
6,05.
Figura 4: Fijaciones y fuerzas
Figura 5: Von Mises
Figura 6: Factor de seguridad
d)
Primera Entalla
Para la primera entalla, la cual consiste en un angulo de 90° en su centro, se repitió el proceso de
análisis anterior, obteniéndose valores de 54,19 MPa de Von Mises y un factor de seguridad de 4,58.
Figura 7: Fijaciones y fuerzas
Figura 8: Von Mises
Figura 9: Factor de seguridad
Segunda Entalla
Finalmente, se generó una última entalla con una especie de “canaleta” cilíndrica que rodea toda la
sección central, con un radio de 0,5 mm. Los valores de Von Mises y Factor de Seguridad mínimo
son de 56,32 MPa y 4,41 respectivamente.
Figura 10: Fijaciones y fuerzas
Figura 11: Von Mises
Figura 12: Factor de seguridad
e)
Para las partes a) y b), de manera intuitiva los resultados hacen sentido, ya que a medida que la
sección central de la probeta es más angosta, consecuentemente esta debería “resistir menos”,
decir, su factor de seguridad debería disminuir. Sin embargo, esta disminución fue de solo un 11%
aproximadamente. Respecto a las figuras con entalla, los factores de seguridad y las tensiones
máximas cambian de manera relevante, con un factores de seguridad disminuidos en un 30%
aproximadamente, además de experimentar tensiones de Von Mises mayores, por lo que la
alteración estructural de la entalla genera cambios de mayor impacto en las propiedades mecánicas
de la pieza.