UNIVERSIDAD IBEROAMERICANA

CAMPUS PUEBLA

Diseño y Análisis Asistido por Computadora

Alumno: Arturo Burgoa Lozano

173194-1

Profesor: Jonathan Montiel Ventura

“Proyecto Final”

Primavera 2014

Análisis de Esfuerzos “Silla de Ruedas”

Se utilizó la materia para complementar un proyecto sobre una silla de ruedas eléctrica, se analizarán las zonas más importantes en cuanto a concentración de esfuerzos y se tomarán en cuenta para la fabricación del producto final.

Modelo de Silla de Ruedas Eléctrica

Estructura principal

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Análisis de Esfuerzos en Base Tubular

Observando la estructura podemos notar que los esfuerzos más importantes que soporta se ubican en los barrenos ubicados en la parte interior del sistema tubular y podemos decir que cuenta con cuatro puntos de apoyo; los dos tubos que quedan volando y las dos placas en la parte posterior. Esta estructura tiene que soportar el peso del asiento y el del usuario, si tomamos en cuenta que el peso del asiento es de 18 kg y se quiere soportar un peso máximo de 90 kg para el usuario, se deben soportar 108 kg en total.

Tomando en cuenta:

Material: Acero Esfuerzo de cedencia= 2.5 e8 Pa Grosor del tubo: 8.89mm 108 kg = 1059.48 N ----> 1059N/ 28 barrenos= 37.85 N (se tienen que soportar 37.85 N en

cada barreno) (se utilizará un valor de 38N en cada barreno) Porcentaje de error= 15% (tomando 10 minutos para procesar)

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Propiedades del Material y Porcentaje de Error

Análisis de Esfuerzos:

Se usó un mallado global de 2mm y mallados locales ubicados en los barrenos, placas posteriores y en las intersecciones de los dos tubos verticales de 1mm.

El esfuerzo máximo= 8.88e6 Pa (ubicado en la intersección de los tubos verticales)

Soportes y fuerzas distribuidas.

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Conclusiones:

El tubo podría llegar a doblarse en la zona de los barrenos de arriba. Los esfuerzos más importantes se ubicaron en las intersecciones de los tubos verticales y

en los soportes posteriores sin embargo se podría decir que si el peso fuera mayor también afectaría a los barrenos distribuidos en el tubo.

Tomando en cuenta que el esfuerzo de cedencia es mucho mayor (2.5 e8 Pa) que el esfuerzo máximo en la estructura (8.88 e6 Pa) podemos concluir que el peso del asiento y el usuario no son perjudiciales para la estructura tubular.

Análisis de esfuerzos en base para respaldo de asiento.

Observando la estructura podemos ver que el peso de la espalda del usuario se distribuirá y recaerá principalmente sobre las placas posteriores de la estructura. Se podría considerar esta fuerza distribuida como una parte la componente horizontal del peso del tórax y cabeza del usuario dependiendo del ángulo en el que estén las placas, siendo así éstas deberían soportar aproximadamente 370 Newton.

Tomando en cuenta:

Material: Acero Esfuerzo de cedencia= 2.5 e8 Pa Grosor de la placa: ¼ pulgada 370 Newtons Porcentaje de error= 15% (tomando 10 minutos para procesar)

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Propiedades del material y porcentaje de error

Análisis de Esfuerzos:

Se usó un mallado global de 2mm y mallados locales ubicados los barrenos de las placas y en los ángulos de las mismas de 1mm.

El esfuerzo máximo= 4.31 e6 Pa (ubicado en el barreno más cercano a la parte posterior)

Soportes y fuerzas distribuidas.

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Conclusiones:

Los esfuerzos más importantes se encuentran en los dos barrenos más próximos a la parte posterior del asiento y en los ángulos de las placas, ya que los ángulos de esas placas son pequeños existe una concentración de esfuerzos, por lo tanto propongo que se amplíen esos ángulos.

Ninguno de los esfuerzos máximos es perjudicial para el sistema ya que el esfuerzo máximo es de 4.31 e6 Pa y el esfuerzo de cedencia del material es de 2.5 e8 Pa.

Podemos concluir que ambas estructuras no presentan inconveniencias para producirse aparte de las propuestas ya mencionadas.

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