PROYECTO DE FATIGA

PROYECTO DE FATIGA BIELA (BICICLETA)

PRESENTADO POR: AMADOR CANTILLO DANILO CABARCAS HERNANDEZ IVAN FARID GRAU FONTALVO MISAEL ALBERTO OLIVERO AVILA LEIDY LAURA

DIRIGIDO A : LUIS LISANDRO LOPEZ PROBLEMARESOLVER:Estimacin de cargas externas, DCL, Calculo reacciones, diagramas de cargas internas, seccin y punto crtico (justificado con clculo de esfuerzos mximos), clculo de esfuerzo en punto crtico, clculo de concentradores de esfuerzos estticos y para fatiga, clculo de esfuerzos estticos y dinmicos, aplicacin de teora de falla esttica y fatiga (esfuerzo equivalente), clculo de resistencia a la fatiga a la vida infinita, clculo de factores de seguridad esttico y por fatiga, clculo de ecuacin de esfuerzo-vida, clculo de vida de la pieza, clculo de dao y vida de la pieza considerando la teora de dao acumulado (regla de miler).

NOTA: No considere pandeo, y estime la carga F, en base al manejo en tres situaciones para ciclista profesional. Manejar en plano dos das, en subida dos das, en bajada dos das. Incluir fuerzas inerciales.

SOLUCION

Diagrama de cargas internasSecciones criticas

Encontramos dos secciones criticas que hay que analizar.

Analizando el caso 1:4Analizando el esfuerzo de flexin y torsin en el caso 2

Materiales utilizadosMaterialesSySutAle. Aluminio 2024-T350Kpsi70KpsiAle. Aluminio 7075-T678.6Kpsi86KpsiAle. Aluminio 2014-T419Kpsi48Kpsi

Se calcula las caracteristicas de esfuerzos en ambos casos:Nota: Se calcula el valor de Kt utilizando un h(espesor 0.3) critico para un factor de seguridad 2, sabiendo que para algunos de los materiales la pieza quedara sobredimensionada. Estas consideraciones se toman dndole prioridad a la seguridad antes de los cortes.Grafico 1

Para el caso 2:Grafico 2

Grafico 3Comparacin de esfuerzosse concluye que la seccin mas critica se presenta en el caso 2 por poseer mayor esfuerzos.Analizando la biela cuando se encuentre en flexion (F) y en compresin (0.2F)

Entonces:Se calcula los esfuerzos equivalentes:

Calculamos los factores de correccin para la resistencia a la fatiga teorica o el limite de resistencia a la fatigaPara los aluminios con Sut48KsiSe= 19Ksi(130Mpa)

Se calcula el C del tamao para una seccin rectangular:

Se calcula la carga:

Se calcula el Csup (Maquinado en frio)

Se calcula el Ctemperatura @ 25c

Entonces : Ctem= 1Se calcula Cconfiabilida@ 99.9%

Cconfiabilidad= 0.753Remplazando:Costos de fabricacin y diseo de la bielaEn nuestra diseo tenemos tres posibles materiales para fabricar nuestra biela, pero en este caso haremos la cotizacin con un solo material aleacion de aluminio 2024 T3 lo fabricaremos atravez de torno, el valor del diseo se determinara por nuestro grupo de ingeniera.Costo de Materia prima: Aleacion de aluminio 2024- T3, este material seria importado.

Valor de el aluminio 15.91 dlaresPagina fuente: https://www.onlinemetals.com/merchant.cfm?pid=9897&step=4&showunits=inches&id=191&top_cat=60 COSTO DE FABRICACION: El proceso a utilizar es un torneado, preguntndole a operario de torno cuanto nos cobrara por hacer dos biela con las respectivas medidas, debido a que no es al por mayor cada pieza nos la hara en 25 mil pesos cada biela. 50 mil el par de bielas.COSTO DE MONTAJE: Como el montaje nada mas va hacer el de biela en una biblicleta, el tcnico en mantenimiento y reparecion de bicicleta nos cobrara 5 mil pesos por instalarla. Solo instalar no va armar toda la bicicleta solo la biela. COSTO DE DISEO: Debido a nuestros estudios y clculos realizados con pericia y miniosidad para que la biela tenga un alto rendimiento y cumpla con el siglo de vida requerido y parte de eso tuvimos que realizar un software en la plataforma de Matlab para que pudiera ser utilizados para estudios de otras bielas nada mas introduccin las variables de entrada como fuerza, material y espesor. tiempo y dedicacin en nuestro trabajo nuestro diseo tiene un valor de $8.000.000 millones de pesos negociables.