Foros de SóloIngeniería

- 29 Jul 2012, 23:30 #306946

Buenas a todos quería compartir con Uds. caso de estudio que estoy abordando para dimensionar una pieza que va a estar sometida a esfuerzos dinámicos, impacto axil más precisamente. La sección es cilíndrica hueca conformada con una cañería de acero al carbono. Básicamente una masa de XX (Kg) cae verticalmente con aceleración constante y golpea la pieza en cuestión cumpliendo varios ciclos por minuto. Esta pieza es una prolongación de un martillo hidráulico.
Mis dudas recaen en el cálculo del Coeficiente de Impacto y o Factor de Impacto, el cual multiplica a la deflexión estática ocasionada por la masa XX (kg) dando como resultado una Deflexión mayor debida al impacto.
Los valores obtenidos en principio son muy altos respecto a los resultados por verificación estática y lo que me llama la atención es que no es nada nuevo y he visto otros prolongadores construidos de similares caracteristicas.
Desde ya muchas gracias a aquellos que puedan aportar distintos criterios para el planteo del problema, bibliografía y opiniones al respecto. Ante cualquier consulta estoy a disposición.

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- 30 Jul 2012, 08:54 #306965

Hola, Juan Ignacio:

Dos cosas:

- Si quieres que te contesten, vale más que te presentes en el sitio correspondiente. "El gran hilo de las presentaciones", creo que se llama.

- Exactamente, ¿cuál es la pregunta?

"Mis dudas recaen en el cálculo del Coeficiente de Impacto y o Factor de Impacto, el cual multiplica a la deflexión estática ocasionada por la masa XX (kg) dando como resultado una Deflexión mayor debida al impacto.
Los valores obtenidos en principio son muy altos respecto a los resultados por verificación estática y lo que me llama la atención es que no es nada nuevo y he visto otros prolongadores construidos de similares caracteristicas."

¿Qué es lo que quieres saber? ¿Cómo se calcula el factor de impacto? ¿Que te da un valor muy alto (¿de cuánto, mi rey?) y al calcular la pieza te sale una sección brutal cuando tú has visto secciones más pequeñas?

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Anerriphto ho kybos.

- 31 Jul 2012, 16:17 #307074

Howard_Wolowitz, como estas, gracias por la respuesta.

La verdad es que me esta dando una sección muy grande y si he visto secciones mas pequeñas para Martillos Hidraulicos no mas pequeños que el que estoy tomando para el cálculo en cuestión.

El martilloo tiene una masa de 7tn que adquiere una potencia de impacto de 87.5KNm con una velocidad de 5 m/seg, para golpear una pieza de cañería de 16" ASTM A-53 Gr.B Esp.=21.44mm y longitud 3000mm. El golpe se efectúa sobre una superficie de chapa Espesor 21mm aprox soldada a la cañería.

La metodología que estoy utilizando es Conservación de Energía para calcular la deformacion producida en la pieza y con ella trabajando en el período elastico (Ley de Hooke) calcular la Tensión Dinámica.

Hay otro metodo para realizar comparaciones???????


Te= F/A = m*g/A

Tadm= E*e = E* Delta Lmax/L

Delta Lmax = De *( 1+ Raiz Cuadrada (1+ V al cuadrado/ g*De)

De = m*g*L/ A*E
Donde :

D: deformacion producida por carga dinámica
m: masa de la pieza que golpea
q: aceleracion de la gravedad = 9.8 m/seg al cuadrado
De: deflexión estática producida por la carga actuando estáticamente
L: longitud de la pieza golpeada (cañería)
V: Velocidad de la masa que golpea
Td: Tensión dinámica
Te: Tensión estática
A: Área resistente de la cañería

Saludos y estoy a disposición para consultas y dudas. gracias.

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- 31 Jul 2012, 20:05 #307087

Yo lo flipo, tengo que dejar las pastillas de colores.

Primero uno pregunta y luego dice que está abierto a todas nuestras consultas...

Pues vale, ¿Te gusta el pimiento? o ¿los tomates duros en verano?, ¿es mejor el gazpacho que el salmorejo?. Bueno vale, OK, Nastashia Kinski.

Salud colegas

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"las cosas que no ha hecho Dios, llevan la mano de algún ingeniero por algún lado". JCas dixit.

- 31 Jul 2012, 22:22 #307098

Esa fórmula que utilizas hay que usarla con cuidado, porque tiene un par de casos particulares. Uno de ellos corresponde a la hipótesis de que la altura de caída es muy superior a la deformación, la cual es tu situación. Se hace una simplificación y se obtiene la siguiente fórmula para calcular la tensión:

tensión = raíz cuadrada ((2·E)/(S·L))·raíz cuadrada (energía cinética)

Donde E es el módulo de Young, S la sección y L la longitud. La energía cinética la tienes: masa y velocidad.

Si no está claro, repasa los apuntes. Seguro que aparece ahí. Es el típico caso en el que, cuanto más larga es la pieza que golpeas, menores son las tensiones que soporta.

Un último consejo: al hacer los cálculos, atención a las unidades.

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Anerriphto ho kybos.

- 01 Ago 2012, 08:21 #307110

Joé, Reivindicador:

Natassja Kinski... ¡Qué recuerdos! Sólo me viene a la cabeza "El beso de la pantera", y ya con eso la mushasha se ganó un puesto en los iconos eróticos de los 80. Supongo que ahora yo tiraría más hacia Milla Jovovich, más que nada por la serie "Resident Evil". Pero, en cualquier caso, siempre, siempre, Angie Everhart.

Para los que no conocieron a la Kinski...



http://www.imagebam.com/image/8223f1184510395

NdelM: He buscado una foto de la chiquilla vestida. Evitemos subir el tono de imágenes enlazadas. Gracias

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Anerriphto ho kybos.

- 01 Ago 2012, 18:44 #307159

Buenas tardes Howard , te comento que sigue dando alta la deformación y, por lo tanto la tensión de esfuerzo, aunque considere mucho mayor la altura de caída de la pieza que golpea respecto a la deflexión estática y como consecuencia utilice la formula que mencionas. Estoy desconfiando en primer medida de la rigidez que adopto para una sección cilíndrica “hueca” K= A*E/L y en segunda medida del método utilizado.
Me pregunto si habrá otra alternativa para estos casos a fin de comparar resultados. Revisé exhaustivamente las unidades y no encuentro error alguno.
Desde ya gracias por los comentarios.

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- 05 Ago 2012, 14:17 #307188

Hola, juanignaciogarza:

Por favor, revise sus cálculos y los míos, porque yo obtengo lo siguiente:

Altura de caida:

v²=2gh; despejando h obtengo h=1,27m ( v = 5m/s según sus datos; g=9,81 m/s)

Deformación estática (DE) = (Q·L) / (S·E), donde

Q = fuerza estática aplicada (en este caso considero m·g = 7000·9,81)
L = longitud de la pieza (3 m según indica usted)
S = sección de la pieza (16 pulg interior y 21,44 mm de espesor; si no me equivoco, obtengo 25929 mm²)
E = módulo de Young (tomo el del acero, 210000 MPa ó 210000 N/mm²)

La deformación estática que obtengo, si no me he equivocado, es de 3,8·10^(-5) m.

En mi opinión (discutible), 3,8·10^(-5) m es del orden de 100.000 veces más pequeño que la altura de caída de la masa de 7000 kg (1,27 m). Aplico la ecuación indicada en una respuesta anterior para calcular la tensión:

tensión = raíz cuadrada ((2·E)/(S·L))·raíz cuadrada (energía cinética)

Ec = (1/2)m·v² = 87500 J

Sustituyendo obtengo un valor de 687,35 MPa. (Si no he metido la pata al calcular.)

Por la conocida fórmula Tensión = E · Deformación unitaria = E · (DE/L) puedo obtener la deformación de la pieza. Obtengo un valor de 9,82·10^(-3) m.

Con esos valores debería ser capaz de determinar si:

a) la sección resistente de la tubería puede absorber el impacto.

b) si la sección resistente de la chapa soldada puede absorber el impacto.

c) redimensionar cualquiera de los elementos anteriores si la respuesta a a) o a b) ha sido negativa.

El factor de impacto es del orden de 260.

No me hago responsable de los valores obtenidos. Estoy de resaca y de malhumor, así que pinzas y suerte.

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Anerriphto ho kybos.

- 07 Ago 2012, 00:43 #307245

Howard_Wolowitz, como va todo?, bueno al respecto a los resultados, no hay errores ya que obtuve los mismos que vos, ahora bien, si analizamos la deformación que se nos esta arrojando este método, y entrando por la Ley de Hooke (σ = E*ΔL/L) nos resultaría Tensión de Trabajo “σ“ mucho mayor a la Tensión de Fluencia ( 9 veces mayor) y una sección extremadamente grande. Esto creo que justifica pensar que este método no se ajusta a nuestro caso o hay que pensar en las perdidas de energía que no estamos considerando y como consecuencia teórica, la pieza estaría absorbiendo en su totalidad (87.5 KN), lo cual no es correcto ya que tenemos grandes perdidas de calor y deformación en el suelo antes que el acero.
De todas maneras es un tema que me llamo poderosamente la atención y sigo estudiando. Tengo un contacto investigador en física que me va a dar una mano para tener algunas consideraciones y podamos calcular una Fuerza de Impacto más representativa.
En cuanto tenga novedades no dudare en seguir este tema.
Saludos y gracias por el apoyo.

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- 07 Ago 2012, 09:03 #307254

¿El límite de fluencia es lo mismo que el límite elástico? Si la respuesta es afirmativa, entonces sus resultados no se parecen en nada a los mios, o bien está usando aluminio en lugar de acero. Pero, en cualquier caso, da igual. Como si las tensiones son 200 veces mayores. No hace falta aumentar la sección, tal y como le dije.

En fin. Dejemos que los físicos nos muestren el camino. Un placer. No se olvide de cerrar el hilo.

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Anerriphto ho kybos.

- 07 Ago 2012, 09:29 #307259

Bueno, ahora sí es cuando tengo que decir que es una pregunta fabulosa. Que el que preguntó se está molestando en sacar la respuesta, y que me encantaría saber hasta dónde puede llegar. Con un físico se puede llegar, lo ven de otra manera, y este tema hay que verlo de otra manera.

Hola, hola Juan Ignacio.

Salud colegas

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"las cosas que no ha hecho Dios, llevan la mano de algún ingeniero por algún lado". JCas dixit.

- 08 Ago 2012, 05:08 #307307

Howard_Wolowitz, buenas, buenas, el Limite de Fluencia y Limite Elástico el mismo parámetro.

Ahora bien, volví a ver tus cálculos, y encontré un error, observa en el calculo de la deformación estática, olvidaste el pasaje de unidades en la Longitud = 3 m a 3000mm.

Mi Tensión de trabajo da 980Mpa contra una tensión de fluencia del material de 100Mpa (aprox.), y por supuesto que la sección resistente que tendríamos sería impensada.
De todas maneras en esta semana me junto con el físico amigo y veremos como seguimos este caso.

Pregunta: Hay que cerrar el hilo ahora, entendiendo que signifique cerrar el tema, soy nuevo y no se como se maneja todo esto.

Saludos "reivindicador" a ver cuando aportas algo.

Gracias.

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- 08 Ago 2012, 07:21 #307310

Mi rey, te has pasado tres pueblos.

Te he pedido que revises mis resultados hace dos respuestas y las unidades hace tres, ¿y ahora me vienes con que lo has hecho y que me he equivocado y he puesto 3 en lugar de 3000? Ahhhh. ¿Y qué me resultado me ha dado? ¿PSI?

Me acabas de confirmar, por un lado, que eres un gandul. No sólo no has revisado mis resultados cuando debías, y mira que te he indicado todas las fórmulas bien mascaditas, sino que no has publicado ni uno solo de los tuyos. ¿Que me equivoqué y que puse 3 en lugar de 3000? Vuelvo a repetírtelo, REVISA LAS UNIDADES, porque te has hecho la picha un lío y no sabes de lo que estás hablando. Si no, a ver si tienes los huevos de poner, como yo, la fórmula que vas a usar, los datos con sus unidades y el resultado en sus unidades correspondientes. Y sólo te pido que lo hagas para la deformación estática, para que todos puedan revisarlo. Haz que me trague mis palabras. Ponme en mi lugar. Por favor.

Por otro lado, me acabas de dejar bien clarito que no tienes ni idea de lo que te traes entre manos, pues la acabas de cagar con el límite elástico del material.

Y ya por último, lo que me toca las narices es que sugieras a reivindicador que aporte algo, sin fijarte en el número de intervenciones que ha tenido en este foro. Que me cuestionen a mí, que soy un recién llegado y no tengo suficientes aportaciones previas para ver si sé o me hago que sé, pase; pero si te hubieses molestado en leer aportaciones anteriores de este forero, verías que mejor te hubiese ido si le hubieses pedido ayuda. Y en lo que se nota que sabe es que a ti te caló nada más entrar. Aporta tú algo: tus resultados. Demuestra que has trabajado.

Por mi parte, mi intervención en este hilo la doy por terminada. Tienes las fórmulas, los resultados y qué tienes que hacer para que funcione el invento. Mejor aprovecha que ves a tu amigo el físico para tomarte unas birritas; no le hagas perder el tiempo con algo que está resuelto en cualquier libro de texto.

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Anerriphto ho kybos.

- 08 Ago 2012, 11:03 #307317

Hola, hola, Howard,

Ya vas viendo lo que pasa cuando alguien quiere gratis lo que cuesta DINERO.

Pero no te vas a preocupar de nada, este aspirante no se va a volver a significar.

Espero que con los que preguntamos bien no te cabrees. Opino que puedes ayudar, ya sólo falta que lo opines tú. Bienvenido al PSI.

Salud colegas

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"las cosas que no ha hecho Dios, llevan la mano de algún ingeniero por algún lado". JCas dixit.

- 08 Ago 2012, 23:41 #307347

Hola señores, la verdad primero que nada quiero pedir disculpas, por que no quise ofender a nadie, por supuesto soy una persona con buenas intenciones y solidario, es la primera ves que participo en un foro y que también recibo ayuda en el mismo por Uds. con lo cual estoy a falta de “tacto” para tener gracia en mis comentarios y como consecuencia ofender a quienes tratan de ayudar. Sin importar de los resultados y de los planteos y de mi modesto conocimiento para realizar observaciones sobre lo que aquí se plasmo, me gustaría que quede claro un sincero agradecimiento y disculpas por haber hecho una observación errónea. Creo que todos nos equivocamos.
Volviendo al cálculo voy a revisar las unidades para verificar los resultados, espero haberme equivocado así puedo terminarlo.
Gracias y nuevamente disculpas.

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