proyecto puente hidraulico

8/19/2019 proyecto puente hidraulico

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RESISTENCIA DE MATERIALES II

Trabajo

Proyecto

CONSTRUCCION DE UN BRAZO DE GRUA

OBJETIVO GENERAL


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Construcción de una maqueta tipo brazo hidráulico para el análisis de las fuerzas y

deformaciones en la estructura.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Diseñar la maqueta Desarrollar los cálculos en base al diseño previamente establecido. Construir la maqueta Realizar comprobaciones

INTRODUCCION

Mediante el siguiente proyecto nos hemos propuesto diseñar una estructura la cual está

basada en un brazo hidráulico el cual está diseñado para soportar cierto tipo de cargas paralas cuales ha sido fabricado con este proyecto pretendemos demostrar los principios de la

resistencia de materiales y as! sacar provecho de los conocimientos adquiridos durante este

ciclo.

"a resistencia de materiales se aplica en su totalidad en todos los campos de la ingenier!a y

es por ello la importancia de saber su aplicación para en un futuro poder aplicarlos en el

diseño mecánico de estructuras o con#untos mecánicos.

$l proyecto lo realizamos basándonos en nuestro campo que es la industria automotriz y

por ello es la importancia del desarrollo de nuestros conocimientos en este campo a su vez

el proceso de selección de materiales se ha realizado de acuerdo a las cargas que se van a

aplicar por ello es que la madera de balsa ha sido seleccionada para nuestro diseño.

BRAZO HIDRAULICO

$l brazo hidráulico es un elemento indispensable en una maquita retroe%cavadora la cual

se utiliza para remover ciertos tipos de materiales en la construcción tambi&n a su vez es

utilizada en fábricas para poder mover materiales o maquinas dentro de las naves.

$s un elemento indispensable y por ello es que su diseño debe garantizar seguridad y sobre

todo estabilidad para poder cumplir las funciones a las cuales fue diseñado.


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DESCRIPCION DEL DISEO

Como primer paso para empezar con el diseño se ha tomado en cuenta el material con el

que se va a diseñar la estructura a su vez se tomó en cuenta muchos aspectos de la

estructura como por e#emplo los cálculos de las fuerzas de la estructura del brazo de la gr'a

mediante un análisis de nodos el pandeo que va a tener la columna de apoyo de la gr'a lasdeformaciones que va a sufrir el brazo de la gr'a con la carga ya establecida de ()lbs.

$l diseño de la gr'a realizada esta hecho para que soporte un peso de () libras y para que

falle con un peso de (* libras a su vez este diseño está basado en madera de balsa ya que

por sur propiedades nos garantiza estabilidad y a su vez tambi&n nos ayuda a disminuir

peso para de esa manera garantizar un diseño con menos elementos y de ba#o coste.


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CALCULOS REALIZADOS

$l desarrollo de los cálculos se inició con el análisis de los nodos de la estructura lo cuales

esta presentados a continuación-

ANALISIS DE NODOS

/D/ 0

W =5lb W =22,24 N


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Σ Fx=0 Σ Fy=0 FAC − FABcos 45=0

−W − FAB. sen (45 )=0 FAC =0,70 FAB FAB=−31,45 N

FAC =22,24 N

/D/ C

Σ Fx=0 Σ Fy=0− FAC + FCD=0 +1C

¿0 FCD= FAC FCD=22,24 N

/D/ 1

Σ Fx=0

Σ Fy=0− FABcos 45+ FBDcos45+ FBE=0

FBC − FABsen 45+ FBDsen45=0 FBDcos45=31,45− FBE

FBD=22,24/ sen45 FBE=44,48 N

FBD=31,45 N


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/D/ D

Σ Fx=0

Σ Fy=0− FCD+ FDF + FBDcos 45+ FDEcos45=0

− FBDen 45+ FDEsen45=0−22.24+ FDF −22,24+ FDEcos 45=0

FDE=31,45 sen45 /sen 45 FDF =22,24 N

FDE=31,45 N

NODO E

Σ Fx=0

Σ Fy=0− FBE+ FEG+ FDEcos45+ FEFcos 45=0

− FDEen45+ FEFsen45=0−44,48+ FEG+22,24+ FEFcos45=0


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FEF = FDEsen 45/sen 45 FEG=44,48 N

FEF =31,45 N

NODO F

Σ Fx=0

Σ Fy=0− FDF + FFH − FEFcos 45+ FFGcos 45=0

− FEFen 45+ FFGsen45=0−22,24+ FFH −22,24+ FEFcos45=0

FFG= FEFsen 45 /sen45 FEG=22,24 N

FFG=31,45 N

NODO G

Σ Fx=0

Σ Fy=0− FEG+ FGI + FFGcos 45+ FGHcos45=0

− FFGen 45+ FGHsen45=0−44,48+ FFH +22,24+ FEFcos 45=0


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FGH = FFGsen45/sen 45 FGF =44,48 N

FGH =31,45 N

NODO H

Σ Fx=0

Σ Fy=0− FFH + FHJ − FGHcos45+ FHIcos45=0

− FGHen45+ FHIsen45=0−22,24+ FHJ −22,24+ FHIcos45=0

FHI = FGHsen45 /sen45 FHJ =44,48 N

FHI =31,45 N

NODO I

+23 +34

+53 +36


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Σ Fx=0

Σ Fy=0− FGI + FHICOS45+ FIJcos45+ FIK =0

FHIen45+ FIJsen45=0 FIK =66.71− FIJcos 45

FIJ =− FHI FIK =−44.48 N FIJ =−31,45 N

NODO J

+24 +4"

++34 +46

Σ Fx=0

Σ Fy=0− FHJ + FIJ + FJKcos45+ FJL=0

FIJen45+ FJKsen45=0 FJL=22.24+22.24+22.24

FJK =− FIJ FJL=62.72 N FNO=31,45 N

NODO )

+46 +6"

+36 +6M

Σ Fx=0

Σ Fy=0− FIK − FIKCOS 45+ FKLcos 45+ FKM =0

FJKen45+ FKLsen 45=0 FMK =44.48+22.24+31.45(cos45)

FKL=− FJK FKM =88.95 N FKL=−31,45 N


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NODO L

+3" +"

+6" +"M

Σ Fx=0

Σ Fy=0− FJL− FKLcos 45+ FLMcos45+ FLN =0

FKLen45+ FLMsen 45=0 FLN =66.72−24.36−22.24

FKL=− FLM FLN =20.12 N

FKL=31,45 N

NODO M

+"M +M

+6M +M/

Σ Fx=0

Σ Fy=0− FKL− FMLCOS 45+ FMNcos45+ FMO=0

FLMen45+ FMNsen45=0 FMO=88.95+22.24+22.24

FMN =− FLM FMO=133.43 N

FMN =−31,45 N

NODO N

+" +,


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+M +/

Σ Fx=0

Σ Fy=0− FLN + FMN + FNOcos45+ FNP=0

FMNen45+ FNOsen45=0 FNP=−22.24−22.24+20.12

FNO=− FMN FNP=−24.36 N FNO=31,45 N

NODO O

+/ +/,

+M/

Σ Fy=0

FNOen45+ FOPsen45=0

+/,7+/

+/,789(.:*

NODO P

+,

+/, +,;


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Σ Fy=0

FOPen45− FPQ=0

FPQ=− FOPsen45

FPQ=22.24 N

DEFORMACION DE LAS VIGAS

VIGAS PE*UEAS

δ = PL AE

DEFORMACION IJ

δIJ =31,45 N ∗40

162∗2200 MP!

δIJ =0.035

DEFORMACION )L

δKL= 31,45 N ∗40

162∗2200 MP!

δKL=0.035

DEFORMACION J)

δJK =

31,45 N ∗40

162∗2200 MP!

δJK =0.035

DEFORMACION LM


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δLM =31,45 N ∗40

162∗2200 MP!

δLM =0.035

DEFORMACION MN

δMN = 31,45 N ∗40

162∗2200 MP!

δMN =0.035

DEFORMACION NO

δNO= 31,45 N ∗40

162∗2200 MP!

δNO=0.035

DEFORMACION VIGAS GRANDES

DEFORMACION I)

δIK = 44.48 N ∗40

162∗2200 MP!

δIK =0.035

DEFORMACION JL

δJL=66.72 N ∗40

162∗2200 MP!


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δJL=0.023

DEFORMACION )M

δKM =

88.95 N ∗40

162∗2200 MP!

δKM =0.032

DEFORMACION LN

δIJ =20,12 N ∗40

162∗2200 MP!

δLN =0.0072

DEFORMACION MO

δMO= 133.43 N ∗40

162∗2200 MP!

δMO=0.047

DEFORMACION NP

δNP= 24,36 N ∗40

162∗2200 MP!

δNP=0.0086

RESULTADOS OBTENIDOS


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• $n el análisis de nodos se obtuvieron fuerzas diferentes para cada nodo

pero tambi&n se pudo apreciar que en las vigas pequeñas las fuerzas se

parecen mucho eso se debe a la simetr!a que tienen las vigas.

• $n el análisis de la deformación de cada viga se pudo apreciar que en lasvigas pequeñas la deformación va a ser igual en todas las vigas mientras

tanto que en las vigas grandes va a ser distinto en cada tramo de estas.

• "a madera que utilizamos tienen un módulo de elasticidad que permite a la

gr'a resistir las cargas para las cuales fue diseñada.

• $l área de las vigas pequeñas es de (


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VISTA LATERAL EN PERSPECTIVA

VISTA SUPERIOR EN PERSPECTIVA


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VISTA LATERAL

VISTA FRONTAL


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VISTA EN SU TOTALIDAD CON LA DESCRIPCION DEL PROGRAMA CAD

VISTA EN PERSPECTIVA


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CONCLUSIONES

• >e deben realizar caculos de nodos para saber mo se distribuye la fuerza a lo largo

del brazo

• "a polea superior está colocada en la estructura de forma triangular para que se

pueda distribuir la carga sim&tricamente

•"a carga aplicada se la divide para = porque la maqueta está diseñada en 9dimensiones

• >e ocupa el módulo de elasticidad seg'n tablas Aver ane%osB en donde ten!amos tres

opciones de las cuales elegimos el menor para que la maqueta falle

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

http-.conafor.gob.m%bibliotecacatalogo8maderas8tomo=.pdf

ANE+OS


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