Reporte de Practica
Mecánica de Materiales
INSTITUTO TECNOLÓGICO
SUPERIOR DE TEZIUTLÁN
ALUMNO (A):
Christian Eduardo Sanchez Herrera
Edwin Andrés Ortiz Bautista
Miguel Ángel García Patricio
Juan Diego Encarnación Martínez
Leandro Geovanny Gómez González
DOCENTE:
Luis Manuel García Martínez
Teziutlán, Puebla; mayo 2024
“La Juventud de hoy, Tecnología del Mañana”
Índice
INTRODUCCIÓN ................................................................................................................................... 2
MARCO TEORICO ................................................................................................................................. 2
DESARROLLO ....................................................................................................................................... 3
RESULTADOS ...................................................................................................................................... 10
CONCLUSIÓN ..................................................................................................................................... 11
Referencias ........................................................................................................................................ 11
INTRODUCCIÓN
En este reporte se describe la simulación de una viga cuadrada en el cual se hacen pruebas
de tensión, diagrama de momentos y de fuerzas cortantes, durante el proceso se utilizo un
software conocido como SolidWorks el cual nos permite hacer diseño de elementos
mecánicos, ensayos de tensión, pruebas en vigas. Para ello se aplican conocimientos
adquiridos previamente.
MARCO TEORICO
Los elementos delgados que soportan cargas aplicadas en forma perpendicular a su eje
longitudinal se denominan vigas. En general, las vigas son barras largas, lineales, con un
área constante en su sección transversal. A menudo se clasifican de acuerdo con la forma
en que están apoyadas. Por ejemplo, una viga simplemente apoyada está articulada en un
extremo y sostenida por un rodillo en el otro, una viga en voladizo se encuentra fija en un
extremo y libre en el otro, y una viga con voladizo si tiene uno o ambos extremos extendidos
más allá de los apoyos. Se considera que las vigas están entre los elementos estructurales
más importantes. Se utilizan para sostener el piso de un edificio, la cubierta de un puente o
el ala de un avión. Además, el eje de un automóvil, el aguilón de una grúa e incluso muchos
de los huesos del cuerpo humano actúan como vigas. (Mecanica de Materiales, 2017)
La simulación de vigas en SolidWorks es una herramienta poderosa utilizada en la
ingeniería y el diseño para analizar el comportamiento estructural de vigas bajo diversas
cargas y condiciones. A continuación, se presenta un marco teórico que abarca los
conceptos fundamentales y el proceso general para realizar simulaciones de vigas en
SolidWorks.
Teoría de Vigas
La teoría de vigas es una rama de la mecánica de materiales que se ocupa del estudio de
la deformación y las tensiones en vigas sometidas a cargas. Las vigas son elementos
estructurales largos y esbeltos que resisten principalmente cargas perpendiculares a su eje
longitudinal. Las dos teorías más utilizadas son:
Teoría de vigas de Euler-Bernoulli: Supone que las secciones transversales permanecen
planas y perpendiculares al eje neutro de la viga después de la deformación. Es adecuada
para vigas delgadas y largas.
Teoría de Timochenko: Considera el efecto de la deformación por cortante y la rotación de
la sección transversal. Es más precisa para vigas cortas y gruesas.
Tipos de Análisis en SolidWorks
Análisis Estático: Evalúa las tensiones, deformaciones y desplazamientos bajo cargas
estáticas.
Análisis Modal: Determina las frecuencias naturales y modos de vibración.
Análisis Térmico: Examina el comportamiento de la viga bajo cargas térmicas.
Análisis de Pandeo: Estudia la estabilidad de la viga y la carga crítica a la que pandea.
La simulación de vigas en SolidWorks proporciona una herramienta robusta para ingenieros
y diseñadores, permitiendo la evaluación y optimización del comportamiento estructural de
vigas bajo diversas condiciones. El uso del método de elementos finitos y la capacidad de
realizar diferentes tipos de análisis hacen de SolidWorks una opción versátil y eficiente para
el análisis estructural.
DESARROLLO
1. Se inicia en plano alzado, se trazan 3 líneas continuas y se le ponen medidas
2. Se sale del croquis y selecciona la opción de miembro estructural en el cual se elige
la viga a analizar. Se puede elegir el estándar, el tipo de tubo, y el tamaño. En este
caso se seleccionan las líneas que se trazaron.
3. Se le asigna un material AISI 1020 y se guarda la pieza para que al momento de
realizar la simulación se detecte el material de lo contrario no se reconocerá el
material.
4. En complementos de SolidWorks habilitamos SolidWorks SIMULATION y en la
pestaña Simulation creamos un nuevo estudio.
5. Para asignar las reacciones, se coloca en vista isométrica y en sujeciones se elige
inamovible, se elige el punto de la viga
Para el otro extremo se elige geometría de referencia se elige en planta y se eligen los
recuadros para marcar las reacciones.
6. Después se le agregan las fuerzas en cada punto, la primera será a 1 metro y la
segunda de 1.5m, con fuerzas de 300N y 500N
7. Se da clic en cargas externas y se elige la opción de fuerzas.
8. Se selecciona la opción de junta y se elige el primer punto y se le asigna una carga
de 300 N. para que la fuerza sea visible se debe seleccionar el plano en este caso
será planta.
Asignación de fuerza
Localización de la fuerza
9. Lo mismo aplica para la fuerza de 500 N en este caso será en el segundo punto
Asignación de la fuerza
Localización de la fuerza
10. Para crear el estudio nos vamos a la parte de Malla, clic derecho y clic en crear
malla y ejecutar.
11. Teniendo ejecutado esto podemos visualizar los resultados de la viga, lo que
corresponde al comportamiento de la viga
Resultado de tensiones
Resultado de desplazamiento
Resultados de fuerzas cortantes
Resultado de momentos
Resultado de reacciones
RESULTADOS
Al realizar este estudio de una viga cuadrada, con material AISI 1020, observamos
diferentes resultados:
1. Se observa que las fuerzas no se distribuyeron de manera uniforme ya que al tener
diferentes fuerzas aplicadas, la viga se deforma diferente.
2. En el resultado de tensión se observa que su límite elástico es menor al valor
máximo lo que nos indica que al llegar al punto máximo no será posible regresar a
su forma normal, por lo cual la viga no es adecuada
3. Teniendo en cuenta esto la opción que se tiene para mejorar es: cambiando la
geometría o el material.
CONCLUSIÓN
El diseño de esta viga no otorga un claro ejemplo de que no es adecuado, por lo tanto, es
necesario realizar algunos cambios para que la viga tenga mejor resultado. Es por ello que
realizar la simulación en SolidWorks nos da un panorama de cómo podemos diseñar vigas
y realizar los cálculos correspondientes, determinando si la viga puede soportar las cargas
propuestas. Y teniendo en cuenta que el software nos da resultados mas precisos y un
amplio estudio para tomar decisiones mas concretas.
Referencias
Mecanica de Materiales. (2017). HIBBELER: Pearson.