Foros de SóloIngeniería

- 29 Mar 2013, 05:29 #319352

hola gente!

les comento que en desarrollo de mi tesis de Ing Biomedica me surgió un problema a resolver. Necesito calcular la fuerza de impacto de un martillo sobre una superficie firme que no se mueve durante el impacto.
estuve utilizando la ley de conservación de momento para determinar dicha fuerza teniendo los siguientes datos

m:masa del martillo (Kg)= 0.5 kg
v:velocidad de impacto (m/s)= 16 m/s
v_f:velocidad final del martillo despues del impacto(m/s)= 2 m/s (rebote)
F:fuerza promedio que se desarrolla durante el impacto (N)=
t:tiempo de impacto (s)=


m*vi = mv' + F * t

m = m * v' / vi + F * t / vi

m = - m * e + F * t / vf

F = m * vi * (1+e) / t

el problema surge a la hora de determinar el tiempo que dura el impacto, una forma de estimar dicho valor es dividiendo la deformación elástica (m) sobre la velocidad de impacto, pero teniendo en cuenta que el martillo es de un acero AISI 420 necesitaria saber cual seria un valor aproximado de cuanto se puede deformar elasticamente un martillo durante un impacto de este tipo,

espero haber podido plasmar de manera correcta mi duda..

muchas gracias y espero alguna ayuda POR FAVOR!!!!!!! jaja

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- 27 Abr 2013, 00:14 #321056

Se me ha ocurrido lo siguiente. Aunque puede que esté diciendo burradas.

Podríamos suponer que parte de la energía cinética que lleva el martillo a 16 m/s se pierde en la deformación que sufre por el golpe, entonces:

K(inicial)-K(final) = U(deformación)

Supongamos que la fuerza que actúa sobre el martillo es una carga axial constante y el martillo tiene una sección que también es constante.

Entonces, U=N^2*L/(2*A*E)

A partir de esta ecuación podríamos hallar la fuerza. Puede que sea suponer demasiado que un impacto como el golpe de un martillo se pueda modelar como una carga axial constante pero por algo se empieza.

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- 27 Abr 2013, 12:01 #321065

Se me ha ocurrido lo siguiente. Aunque puede que esté diciendo burradas.

Podríamos suponer que parte de la energía cinética que lleva el martillo a 16 m/s se pierde en la deformación que sufre por el golpe, entonces:

K(inicial)-K(final) = U(deformación)

Supongamos que la fuerza que actúa sobre el martillo es una carga axial constante y el martillo tiene una sección que también es constante.

Entonces, U=N^2*L/(2*A*E)

A partir de esta ecuación podríamos hallar la fuerza. Puede que sea suponer demasiado que un impacto como el golpe de un martillo se pueda modelar como una carga axial constante pero por algo se empieza.

si debes tener en cuenta la deformacion y el material

ejemplo si dejas caer un peso sobre una plataforma sustentada por una goma elastica, la fuerza queda limitada a la necesaria para la rotura de la goma y si es una varilla de acero la fuerza soportada por la varilla es mayor..es funcion del coeficiente de elasticiada.


esto que pides es un calculo clasico de libro de resistencia de materiales y vien en casi todas las versiones del libro de resistencia de materiales, y entre ellos el clasico son cualquiera d elos libros de Timoshenko y viene este supuesto y como calcular dicha fuerza...buscalo es bastante educativo

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Ingeniería: Es la profesión que combina el arte y la ciencia con el fin de crear soluciones o alternativas para mejorar una situación.

- 27 Abr 2013, 20:45 #321087

Se me ha ocurrido lo siguiente. Aunque puede que esté diciendo burradas.

Podríamos suponer que parte de la energía cinética que lleva el martillo a 16 m/s se pierde en la deformación que sufre por el golpe, entonces:

K(inicial)-K(final) = U(deformación)

Supongamos que la fuerza que actúa sobre el martillo es una carga axial constante y el martillo tiene una sección que también es constante.

Entonces, U=N^2*L/(2*A*E)

A partir de esta ecuación podríamos hallar la fuerza. Puede que sea suponer demasiado que un impacto como el golpe de un martillo se pueda modelar como una carga axial constante pero por algo se empieza.

si debes tener en cuenta la deformacion y el material

ejemplo si dejas caer un peso sobre una plataforma sustentada por una goma elastica, la fuerza queda limitada a la necesaria para la rotura de la goma y si es una varilla de acero la fuerza soportada por la varilla es mayor..es funcion del coeficiente de elasticiada.


esto que pides es un calculo clasico de libro de resistencia de materiales y vien en casi todas las versiones del libro de resistencia de materiales, y entre ellos el clasico son cualquiera d elos libros de Timoshenko y viene este supuesto y como calcular dicha fuerza...buscalo es bastante educativo

Entonces el planteamiento energético sería correcto?

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- 27 Abr 2013, 21:00 #321088

si, por ahi ivan los tiros

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Ingeniería: Es la profesión que combina el arte y la ciencia con el fin de crear soluciones o alternativas para mejorar una situación.

- 28 Abr 2013, 10:23 #321095

El ensayo de impacto, como su propio nombre dice, está fuera de las leyes de elasticidad y resistencia clásicas.

Depende mucho de a quién se pregunte sobre lo que se busca. En opinión de algunos, opinión que más me convence, el ensayo de impacto se hace, o se debería hacer, para ver el punto de congelación de un material. Ésto es, la pérdida total de sus propiedades macroscópicas.

Bueno, pues dicho está, se trata de saber las dos variables que fragilizan a un material. Y valga la redundancia, estas variables son temperatura y fuerza. Nada más.

Hay todo un mundo alrededor de la fuerza de impacto. Una parte de él es la mecánica de la fractura, recogida en normas americanas.

Y no me voy a meter más, cada uno haga lo que aprendió. Ahora bien, la ingeniería no está para determinar si una cosa aguanta o no, está para decir cuando casca.

Salud colegas

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

- 18 Mar 2014, 01:24 #336252

Estimado colega, no se que tan preciso quieras que sea tu calculo, pues si lo que quieres es un calculo ideal para este evento, pues deberías tener en cuenta lo siguiente, a no ser que el martillo lo dejes caer desde una altura x, podrias aplicar para el calculo que quieres realizar agregar el peso del cabo del martillo, ademas del peso del brazo del individuo que martilla pues al momento del impacto de la masa metálica, ademas del cabo del martillo y sumada a la forma de martillar del individuo, el peso con el que calculas puede cambiar ostensiblemente, y si quieres ser mas preciso pues también una parte de la energía del impacto se convierte en calor y otra no se si mayor que la anterior se disipa en ondas de sonido, por lo tanto también deberías tener en cuanta la superficie impactada, pues la velocidad del rebote no se como la calculaste, si impactaras una superficie relativamente blanda no habría rebote si no mas bien un cambio de la aceleración del impacto de la masa del martillo, mas el cabo del mismo mas la forma de martillar, aunque no creas hay diferentes formas del golpe deacuerdo al lugar donde se toma el cabo del martillo, por el individuo, que ejecuta la acción, quiere decir que el golpe del mismo martillo del peso que refieres a la misma velocidad de impacto es diferente si el brazo que empuña el cabo del martillo, es mas musculoso o menos la rigidez que presente el mismo influye en el golpe que recibe la masa golpeada, dicho lo anterior yo pienso que si quieres un calculo tan preciso como piensas hacen falta mas datos. pero si no quieres complicarte mas mejor déjalo como lo tienes.
recuerda después de que E=MC2 todo es relativo. porque si quieres calcular la cantidad de energía que se disipa por los electrones que por acción magnética pasan de una masa a la otra y la energía generada por la ruptura de enlaces atómicos. bueno nos podríamos ir de aquí hasta el big bang. mejor déjalo así. jejejejejeje

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- 18 Mar 2014, 16:10 #336278

lo de la ruptura de enlaces atomicos es un chiste bueno, no te lo tomes a pecho.

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