INGENIERÍA MECÁNICA Y ALGO MÁS

martes, 30 de septiembre de 2008

CIRCULO DE MOHR

Circulo de Mohr de tensiones

[Concepto] [07/07/2006 ]

El círculo de Mohr de tensiones es una aplicación del círculo de Mohr al cálculo de las tensiones en planos con distintas orientaciones alrededor de un punto de una pieza sometido a un estado tensional biaxial.

Si se dibuja un elemento diferencial alrededor del punto analizado, con dos planos orientados según un sistema de ejes plano x-y y el tercero inclinado un ángulo genérico j, estableciendo el equilibrio de fuerzas en las direcciones de s y t en dicho elemento se tiene:

(1)

Dividiendo las dos ecuaciones anteriores por la longitud AB y teniendo en cuenta que OA=AB·cos(j), OB=AB·sen(j) se llega a:

(2)

expresión que también puede escribirse como:

(3)

Derivando la primera ecuación (3) respecto a j e igualando a cero se obtienen los valores de j (inclinaciones del plano AB) para los que la tensión normal es máxima o mínima:

(4)

Ecuación que tiene dos soluciones de j. Sustituyendo cada una de las soluciones en la segunda de las ecuaciones (3) se comprueba que la tensión cortante es nula para dichos planos y sustituyendo en la primera de las ecuaciones (3) se obtienen las tensiones normales máxima y mínima (tensiones principales):

(5)

La expresión de las tensiones en cualquier plano con inclinación j respecto a los planos principales, en función de las tensiones principales, se deduce tomando las direcciones x,y orientadas según los planos principales y sustituyendo en (3):

(6)

El círculo de Mohr de tensiones es un círculo dibujado en el plano s-t en el que cada punto de su circunferencia representa las tensiones normales y cortantes en un plano AB con una inclinación cualquiera. Así los puntos X e Y de la figura corresponden a los planos perpendiculares a los ejes x e y. Como se observa se sitúan en puntos opuestos del círculo, a 180º. Los puntos de corte de la circunferencia con el eje t =0 corresponden a los planos principales y de la figura se deduce que el valor de s en dichos puntos es el valor de las tensiones principales (s₁,s₂) obtenido mediante las ecuaciones (5). Estos planos están igualmente separados un ángulo de 180º en el círculo, indicando que el ángulo entre los planos principales es de 90º en la realidad. En general, dos planos entre los cuales hay un ángulo j en la realidad están separados un ángulo 2j en el círculo de Mohr. En la figura se observa también que el ángulo j entre los planos principales y los planos x,y, obtenido mediante la expresión (4) queda representado por 2j en el círculo de Mohr.

El círculo de Mohr se utiliza como recurso gráfico para el análisis de las tensiones en estados tensionales biaxiales.

Para dibujar correctamente el círculo de Mohr deben tenerse en cuenta los siguientes detalles:

El sentido de giro del ángulo j en el círculo se corresponde con el sentido de giro del plano AB en la realidad.
El signo de las tensiones tangenciales (t) se toma como positivo si giran en sentido de las agujas del reloj alrededor del elemento diferencial y negativo en caso contrario.
El ángulo entre dos radios del círculo equivale al doble del ángulo entre los planos reales correspondientes

lunes, 8 de septiembre de 2008

Teorias de falla

Materiales dúctiles [editar]

Comparación de las superficies de fluencia para los criterios de Von Mises y Tresca en usando las tensiones principales como coordenadas.

Se considera materiales dúctiles a aquellos que pueden deformarse considerablemente antes de llegar a rotura. Para este tipo de materiales existen dos teorías, la teoría de la máxima tensión cortante y la teoría de la máxima energía de distorsión.

Teoría de la tensión tangencial máxima (Criterio de Tresca) [editar]

Esta teoría fue propuesta por Henri Tresca, bajo este criterio una pieza resistente o elemento estructural falla cuando en alguno de sus puntos sucede que:

$\tau_{max} \ge \frac {\sigma_Y}{2}$

Siendo:

$\sigma_Y \;$ , la tensión de límite elástico del material de la pieza.

$\tau_{max} = (\sigma_1 - \sigma_3)/2\;$ , la tensión cortante máxima del punto considerado.

$\sigma_1, \sigma_3\;$ , la mayor y la menor tensión principal en el punto considerado.

Teoría de la máxima energía de distorsión (Criterio de Von Mises)[editar]

Este criterio puede considerarse un refinamiento del criterio de Tresca. El criterio de la máxima energía de distorsión fue formulado primeramente por Maxwell en 1865^[1] y más tarde también mencionado por Huber^[2] (1904). Sin embargo, fue con el trabajo de Richard Edler von Mises 1913) que el criterio alcanzó notriedad, a veces se conoce a esta teoría de fallo elástico basada en la tensión de Von Mises como teoría de Maxwell-Huber-Hencky-von Mises. La expresión popuesta por Von Mises y H. Hencky, de acuerdo con este criterio una pieza resistente o elemento estructural falla cuando en alguno de sus puntos la energía de distorsión por unidad de volumen rebasa un cierto umbral: (

$e_{dist} \ge \frac{\sigma_Y}{2E}$

En términos de tensiones este criterio puede escribirse sencillamente en términos de la llamada tensión de von Mises como:

$\sigma_{VM} = \sqrt{\frac{(\sigma_1-\sigma_2)^2+(\sigma_2-\sigma_3)^2 +(\sigma_3-\sigma_1)^2}{2}} \ge \sigma_Y$

Donde:

$\sigma_1 \ge \sigma_2 \ge \sigma_3\;$ , son las tensiones principales de en el punto considerado.

Materiales frágiles [editar]

Se dice que un material es frágil cuando es muy poca la deformación que presentan antes de romperse. Para este tipo de materiales existen dos teorías, la teoría del máximo esfuerzo normal y el criterio de falla de Mohr.

Teoría del máximo esfuerzo normal [editar]

Propuesta por Rankine, bajo este criterio un material frágil fallará si en alguno de sus puntos sucede que:

$\sigma_{max} = max(|\sigma_{I}|,|\sigma_{II}|,|\sigma_{III}|) \ge \sigma\ _u$

Criterio de falla de Mohr [editar]

En laboratorio una muestra del material se conforma como una viga en rotación a la cual se aplica un momento flector puro, de forma que el esfuerzo varía de tensión máxima a compresión máxima.

miércoles, 13 de agosto de 2008

La clonación humana

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"PROYECTOS" DE CLONACION

El homEl hombre contemporáneo vive marcado por la velocidad con que suceden los cambios y transformaciones en todos los campos de la vida social. El fenómeno es especialmente sorprendente en el ámbito del desarrollo científico y tecnológico, donde la velocidad con que suceden la generación y aplicación de nuevos conocimientos supera no sólo nuestra capacidad de comprensión, sino incluso nuestra capacidad de asombro. Los descubrimientos y desarrollos que realiza el hombre tienen en principio la finalidad de hacer la vida mejor y más fácil a los seres humanos, de proporcionarles más y mejores bienes en todos los aspectos; sin embargo, muchos son los ejemplos donde el desarrollo científico se ha revertido en perjuicio de la humanidad.

En este vertiginoso e impactante desarrollo científico se destaca la genética, que ha dado frutos positivos a la humanidad, pero que también fue utilizada en contra del Ser Humano, desconociendo todo principio ético. La posibilidad de utilizar el conocimiento para bien o para mal, nos pone frente a frente con nuestra identidad biológica, con lo que somos biológicamente y sus causas. Es fácil pensar en monstruos creados en laboratorio, en ejércitos de hombres superdotados para determinada actividad producidos por clonación y muchas otras. El debate de la clonación (junto con otros avances derivados de la biotecnología) va a ser un buen campo para poner a prueba la capacidad de nuestras sociedades para discutir racional y democráticamente sobre la posibilidad de encauzar la tecnología. ¿Tendremos en nuestras manos la oportunidad de ponerla al servicio de las profundas necesidades de la humanidad, o seguiremos deslizándonos por la pendiente del sonambulismo tecnológico?

bre contempEl hombre contemporáneo vive marcado por la velocidad con que suceden los cambios y transformaciones en todos los campos de la vida social. El fenómeno es especialmente sorprendente en el ámbito del desarrollo científico y tecnológico, donde la velocidad con que suceden la generación y aplicación de nuevos conocimientos supera no sólo nuestra capacidad de comprensión, sino incluso nuestra capacidad de asombro. Los descubrimientos y desarrollos que realiza el hombre tienen en principio la finalidad de hacer la vida mejor y más fácil a los seres humanos, de proporcionarles más y mejores bienes en todos los aspectos; sin embargo, muchos son los ejemplos donde el desarrollo científico se ha revertido en perjuicio de la humanidad.

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domingo, 3 de agosto de 2008

sabes que es working model y para que sirve?


Working Model 2D
Simulador de movimiento en dos dimensiones que proporciona una visión clara y rápida de cualquier diseño dinámico. Permite reducir los tiempos de fabricación de prototipos.

DESCRIPCIÓN

Working Model es una herramienta de CAE que permite crear simulaciones de sistemas mecánicos reales que permiten reducir el tiempo de creación de un producto, mejorando la calidad final y optimizando los cálculo. Es una herramienta adoptada por miles de ingenieros profesionales para crear y analizar los sistemas mecánicos reales.

VISIÓN GENERAL

Incluye detección automática de colisión y respuestas para la geometría NURBS. Además se ha incluido 'scripts' como Flexbeam, Shear y Bending Moment, así como Pin Friction. Estos 'scripts' se han diseñado a medida para ampliar el uso de esta herramienta.

En cada etapa del ciclo de desarrollo, Working Model ayuda a la mejora del producto, permitiendo reducir el tiempo de diseño y, en consecuencia, ahorrar costes. Se puede interaccionar con los controles mientras la simulación sigue funcionando para, por ejemplo, cambiar la ganancia de un controlador PID en un problema de balanceado de energía.

También permite la visualización de las simulaciones con gran variedad de representaciones como vectores animados, barras de líneas, medidas métricas, etc.

CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES

Comprueba múltiples características de cualquier sistema mecánico.
Realizar un refinado rápido de las simulaciones en base a las constantes predefinidas.
Analiza el último diseño midiendo fuerza, par, aceleración, etc. E interaccionando con cualquier objeto.
Importa los dibujos CAD en 2D en formato DXF.
Permite la entrada de valores desde: ecuaciones, barras deslizantes o conectores DDE a Matlab y Excel.
Realiza simulaciones no lineales.
Permite la creación de cuerpor y puede definir propiedades, velocidad inicial, cargas electrostáticas, etc.
Simula contactos, colisiones y fricción.
Analiza estructuras con haces flexibles.
Ejecuta o edita 'scripts' para optimizar la simulación o documentar modelos.
Graba los datos de la simulación y crea gráficos de barra o vídeos en formato AVI.

INFORMACIÓN DEL FABRICANTE

MSC Software Corp. es el fabricante de Working Model, es una empresa americana especializada en productos de simulación. Cuenta con motores de simulación propios que se pueden aplicar a casi todo tipo de problemas de simulación industriales. Esta empresa cuenta con más de 1.200 empleados en 22 países que se encargan de realizar proyectos de simulación a medida, ingeniería a través de la Web, etc. Sus productos se destinan a la industria aeronáutica, automoción, informática, electrónica y educación.

ÁREAS DE APLICACIÓN

Educación: simulación de todo tipo de problemas mecánicos.
Ingeniería mecánica y eléctrica.
CAD: diseño de sólidos en movimiento.

VERSIONES

La última versión del programa Working Model es la 2004. Para obtener información detallada de esta versión conéctese a la página a través del enlace en la parte inferior de esta página.

PLANOS DE CONJUNTO 2

PLANOS DE UN CONJUNTO 1

UN POCO DE HISTORIA

Mecánica de ingeniería:

Dos cosas son básicas para comprender el mundo físico y el universo en que vivimos son: a) El movimiento de los cuerpos y b) sus interacciones mecánicas.

La mecánica de ingeniería o mecánica analítica proporciona los principios básicos mediante los cuales se describen, relacionan y predicen esos movimientos e interacciones.

Existen muchas aplicaciones diversas de la mecánica que empiezan en numerosos planes de estudio de ingeniería, con cursos de estática, dinámica, mecánica de materiales y mecánica de fluidos. La aplicación de los principios aprendidos en esos cursos conduce a la resolución de problemas tales como:

· La invención y continuo refinamiento de la rueda, la bicicleta , el automóvil, el aeroplano, el cohete y las maquinas para el procesos industriales de manufactura.

· La descripción del movimiento de los planetas y de satélites artificiales.

· La descripción de los movimientos de los fluidos que permiten llevar a cabo el movimiento de otros cuerpos como el vuelo.

· La determinación de los esfuerzos (intensidades de las fuerzas) producidos en maquinas y estructuras bajo carga .

· El control de vibraciones indeseables que en caso contrario ocasionarían molestias o daños en vehículos y edificios.

La matemática y la física son de vital importancia en la solución de los anteriores problemas. Sin conceptos como el espacio, el tiempo, la masa, la velocidad, leyes de newton, etc, la mecánica no tendría sentido.

Algo de historia:

· 3500 AC : Se construyen las primeras ruedas en la antigua Mesopotamia. En su forma más simple, la rueda es un disco sólido de madera fijado a un eje redondo mediante espigas de madera. La rueda lleva a un uso más eficiente de la fuerza animal en la agricultura y otros campos.

· 287 AC – 212 AC: Arquímedes define la ley de la palanca e inventa la polea compuesta.

· 1629: se inventa la turbina a vapor. Por Giovanni Branca

· 1650: bomba neumática. Por Otto von Guericke

· 1698: bomba de vapor por Thomas Savery

· 1705: motor de vapor. Por Thomas Newcomwn

· 1764: maquina de hilar. Por James Jargreaves

· 1768: maquina de tejer. Por Richard Arkwright

· 1770: automóvil. Por Nicholas Joseph Cugnot

· 1775: submarino. Por David Bushnell

· 1785: telar mecánico. Por Edmund Cartwright

· 1787: barco de vapor. Por John Fitch

· 1796: prensa hidráulica. Por Joseph Bramah

· 1804: locomotora a vapor. Por Richard Trivithick

· 1816: la bicicleta. por Karl D.

· 1836: El revolver.

· 1877: motor de combustión interna Por Nikolaus August

· 1893: automóvil a gasolina.

· 1896: avión experimental.

· 1903: el aeroplano.

· 1939: helicóptero.

· 1941: motor aeronáutico de turbo reacción

· 1942: misil guiado.

· 1942: Reactor nuclear.

· 1945: bomba atómica.

· 1952: bomba de hidrogeno.

No todos los desarrollos en el mundo debido a la mecánica han sido beneficiosos para la humanidad. Sin embargo la mayoría de ellos obedecen a una necesidad humana. La mecánica se ha desarrollado por medio del mundo y este a su vez se ha movido y evolucionado por medio de leyes mecánicas.

La mecánica facilita la comprensión y desarrollo de la vida en este planeta.

La ingeniería mecánica en Colombia:

Ha hecho nuevos desarrollos modificando la eficiencia en procesos agro industriales como la producción de panela , el almidón agrio de yuca, y otros procesos que permiten obtener combustible como producto del procesamiento de algunos cultivos agrícolas. Estos proyectos en su mayoría son realizados por universidades o entidades como Colciencias.

Referencias:

· Biblioteca encarta 2007

· Monografías.com

· Mecánica para ingeniería y sus aplicaciones .David J Mcgill Wilton W. King.