MATERIA DE SIMULACION

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1 Grupo: 9F2A (9F2A) (9F2B) MATERIA DE SIMULACION NOMBRE DEL PROYECTO: SIMULADOR DE UN MECANISMO DE 4 BARRAS Fecha de elaboración: 24 Noviembre 2017 Versión: 1.3 Proyecto: Individual X Grupal Nombre del equipo: Classy Ones Crew Participantes 1. GONZALEZ MOLINA URIEL MARTIN. 2. ROMERO RAMIREZ RICARDO YAEL Caracterización del modelo X Icónico Análogo Simbólico X Determinístico Estocástico Estático X Dinámico X Continuo Discreto Combinado X Matemático Análogo 1. Formulación del problema Especificación de los objetivos claros y concretos del proyecto. Autor: GONZALEZ MOLINA URIEL ROMERO RAMIREZ RICARDO Realización de un programa que simule un mecanismo de 4 barras y sus interacciones entre si. Al simularse lo anterior este deberá permitir: 1. Varias Longitudes de los eslabones asi como varia la posición del mecanismo. 2. Calcular aceleración y velocidad. 3. Determinar la velocidad y/o aceleración angular al inicio del mecanismo.

2 2. Definición del sistema Determinación del tipo de sistema (dinámico, estocástico etc.). Descripción de las variables y las interacciones lógicas entre ellas, tomando en cuenta las restricciones del sistema. Intervalos de las variables utilizadas, Limites de espacio de trabajo, etc. Se determina en función de la etapa 1. Autor: GONZALEZ MOLINA URIEL ROMERO RAMIREZ RICARDO La simulación es de tipo: Iconico: Ya que al representar la simulación, se logra plasmar objetos fiscos. Deterministico: No contiene valores que puedan variar, es decir, todo es directo. Dinamico: Sus variables tienden a ir modificándose debido al tiempo. Continuo: Sus variables van cambiando constantemente Matematico: Se necesitan ciertas ecuaciones para encontrar el resultado adecuado mediante formulas, todo esto debido a lo que se quiere llegar a obtener: Velocidad y/o aceleración en el mecanismo.

3 3. Formulación del modelo (Data Model) Definición del modelo de datos lógico-matemático que defina en forma exacta las relaciones entre las variables; debe ser una definición sencilla pero completa del sistema. El Data Model debe definirse en el documento y puede guardarse en el disco para conservar el documento. Se determina en función de las etapas 1 y 2. Incluye diagrama UML del Data Model. Autor: GONZALEZ MOLINA URIEL ROMERO RAMIREZ RICARDO 1. Partes del mecanismo: Entradas: Velocidad y Aceleración angular (ω,α) asi como la medida de cada eslabón (4 eslabones), Angulo requerido (θ). Este mecanismo se constituye por cuatro eslabones, los cuales son: Bancada, Manivela, Acoplador y Manivela. 2. Cualquier eslabón puede presentar ciertas mediciones, excepto por la Bancada, el cual su longitud y ángulo es 0 por ser un eslabón fijo. 3. Contara con entradas especificas: [α 2, ω 2, d 1, d 2, d 3, d 4, θ]. Así como sus salidas: [α 3, ω 3, α 4, ω 4 ]. 4. El usuario determinara los valores del mecanismo, sus valores de entrada. 5. Dos eslabones tendrán un punto en común, donde se unirán. 6. El eslabón 1 contara con posición fija, la longitud es el único dato que se puede ingresar en este. 7. El eslabón 2 contara como datos a ingresar con velocidad y aceleración angular, longitud y ángulo de entrada. 8. El eslabón 3 contara con la longitud como dato a ingresar, no se debe olvidar que este depende de los datos de transferencia del eslabón anterior (eslabón 2), obviamente este eslabón afecta al eslabón El eslabón 4 solo contara como dato a ingresar con la longitud. 10. Longitudes deben ser diferentes de cero. 11. Se creará ventana específica para ingreso de datos, así como un Menú será parte del programa. 12. Contaran con velocidad y aceleración angular los eslabones 3 y El usuario ingresara el sentido horario o antihorario (positivo o negativo) para el eslabón 2 enfocándonos en el sentido de gira al iniciar.

4 A continuación se presenta el UML de como esta constituido el programa:

5 4. Colección de datos Compilación de datos e información del sistema a estudiar (entrevistas, encuestas, cuestionarios, observaciones, estado del arte). Definición de cómo trabaja, mostrando y obteniendo un modelo conceptual. Completa la definición del modelo de la etapa 3. Autor: GONZALEZ MOLINA URIEL ROMERO RAMIREZ RICARDO Una vez que el diseño (síntesis) de un mecanismo ha sido realizado, este debe ser analizado. El objetivo del análisis cinemático es determinar las posiciones, velocidades y aceleraciones de todas las partes en movimiento en un mecanismo. Se necesitan conocer las aceleraciones lineales y angulares. Para calcular dichas aceleraciones, debemos hallar antes las velocidades lineales y angulares. Y antes de calcular velocidades se calculan primero las posiciones lineales y angulares. Todo el proceso anterior se realiza para pequeños incrementos de valor de las variables de entradas (es decir de los grados de libertad). Si la entrada es un ángulo θ, el incremento puede ser de 1 cada vez. Si la entrada es una distancia x, el incremento puede ser de 1 mm (esto es a juicio del ingeniero) cada vez. Todos los cálculos deben ser hechos con el apoyo de un programa de computadora, debido a la necesidad de resolver una gran cantidad de ecuaciones, un número considerable de veces (por ejemplo, cuando θ es dada, se pueden hacer 360 veces el cálculo). 5.Implementación del modelo en la computadora Implementación de los objetos, las relaciones entre ellos y los eventos que alteran el estado de los objetos. Definición completa de la interfaz (puede incluir diagramas, tablas y dibujos). Determina la ergonomía del programa (como el usuario interactúa con el Data Model). Definición clara y precisa de todo el funcionamiento del modelo. Esta etapa debe generar una descripción completa del programa a desarrollar. Se implementa de acuerdo a lo determinado en el punto 3. A cada funcionalidad se le debe de asignar un autor. Eventos que se van a tratar: 1. Click boton derecho para abrir ventana de dialogo. 2. Click boton izquierdo para iniciar simulación del mecanismo. 3. Tecla ESCAPE para detener la simulación desde el teclado. Descripción de la funcionalidad Autor DATA MODEL 1 Estudio de los eslabones 2 Determinación de las características temporales 3 Diseño de Data Model 4 Elaboración del diagrama UML

6 DISEÑO DE LA INTERFAZ 5 Concepción de cuadro de diálogos 6 Diseño de eslabones 7 Diseño de la bancada 8 Diseño del espacio de trabajo PROGRAMACIÓN 9 Desplazamiento de los eslabones 10 Ventanas de dialogo 11 Calculo de las salidas (velocidad & aceleración) SIMULACIÓN 12 Simulación del mecanismos EDICIÓN 6. Verificación Exploración exhaustiva del modelo. Experimentación con el modelo. Se prueban todos los casos y comportamientos descritos en el punto 5. Autor: Gonzalez Uriel Martin_ Romero Ricardo Yael Para la verificación de este modelo se realizaran pruebas que comprueban las velocidades angulares y aceleraciones angulares introduciendo diferentes valores en las entradas del sistema comparándolas con ecuaciones que ya establecidas para mecanismos de cuatro barras. El modelo se presentará en la clase de análisis y síntesis de mecanismos impartida por el M. C. Hugo Vega Platas.

7 7. Validación Demostración de la respuesta del modelo. Demostrar la ausencia de errores sistemáticos y/o aleatorios. Validación conceptual, validación de algoritmos, validación de códigos informáticos y validación funcional. Se determina en función de las etapas 3 y 5. Autor: Gonzalez Uriel Martin_ Romero Ricardo Yael Para la validación del modelo en base a lo que se especificó en la etapa de formulación del modelo e implementación del modelo en la computadora se pidió ayuda de compañeros y un profesor con la finalidad de detectar las posibles fallas del modelo y poder darles una solución y asi ir mejorando el modelo. 8. Diseño de experimentos El conjunto de procedimientos que se utilizan para generar datos numéricos de un programa. Permite investigar los efectos de las variables de entrada sobre una variable de salida. Corridas, o pruebas, en las que se realizan cambios intencionales en las variables de entrada. Se determina en función de las etapas 3 y 5. Autor: Gonzalez Uriel Martin_ Romero Ricardo Yael 1. Se les asignaran valores aleatorios a las variables de entada. Permitiendo asi la observación del comportamiento de los elementos del mecanismo de cuatro barras. 2. Se le proporcionara al maestro encargado de la materia de mecanismos II asesorías y el acceso al modelo para que realice las corridas o pruebas que desee poniendo a prueba el funcionamiento del modelo. 3. Se anotarán los resultados de tres pruebas obtenidos por el simulador del modelo con valores diferentes mediante el método analítico realizado manualmente. 9. Experimentación Procedimiento de pruebas en el que se van modificando, eliminando o introduciendo las variables que tienen influencia en el comportamiento del proceso estudiado. Proceso de análisis de sensibilidad de las variables significativas. Se realiza en función de la etapa 8. Autor: : Gonzalez Uriel Martin_ Romero Ricardo Yael Se introducen los datos de entrada para que el mecanismo funcione correctamente, claro está, respetando las limitaciones dadas o dicho de otra forma, lo que corresponde a cada entrada (α 2, ω 2, d 1, d 2, d 3, d 4, θ), y asi poder comprobar el correcto funcionamiento o si es lo que se espera de dicha simulación.

8 10. Interpretación En esta etapa se analiza la sensibilidad del modelo con respecto a los parámetros que tienen asociados la mayor incertidumbre. Se determina en función de la etapa 9. Autor: Gonzalez Uriel Martin_ Romero Ricardo Yael_ Podemos deducir, que, al ingresar los datos adecuados, el mecanismo funciona de la manera que se espera. Claro está que para que presente un movimiento esperado y concreto el usuario debe introducir los datos correctos según lo que se le presente, de otra manera, el programa no permitirá realizar la simulación a la que se quiere llegar. 11. Documentación Elaboración de la documentación técnica y manuales de usuario. La documentación técnica debe contar con una descripción detallada del modelo y de los datos. Incluye una evolución histórica de las distintas etapas del desarrollo del modelo. Se determina en función de todas las etapas del proyecto. Autor:

9 12. Cronograma El desarrollo del proyecto debe de llevar una calendarización. Cada funcionalidad debe de figurar en el orden de realización con su autor. Se sugiere utilizar MS Project para planificar la realización de las funcionalidades. Autor: Ramírez