Capítulo X. Tutoriales
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- Francisco José Suárez del Río
- hace 5 años
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1 115 Capítulo X Tutoriales 10.1 Tutorial 1 Este tutorial trata sobre el diseño de un contenedor cilíndrico vertical con paredes de espesor uniforme a lo largo de todo el contenedor. En la parte baja o fondo del contenedor se tiene una tapa plana. Las dimensiones para el contenedor son: Diámetro contenedor 1.5m Altura contenedor Espesor contenedor y tapa Densidad del líquido 2m m (3/4in.) 1000 kg/m 3 (agua) El contenedor va a someterse a presión debida a un líquido (presión hidrostática) y las condiciones de frontera establecidas para este caso son, empotramiento de toda la parte inferior del contenedor; esto incluye la tapa. El objetivo principal de este tutorial es observar que los esfuerzos máximos son en la parte baja del contenedor, pues ahí se concentra la mayor carga debido al líquido.
2 116 File:New Tools:PVDesigner Save as: Units definition General Geometry Enclose Heads Mesh Intersect pipes Para hacer un archivo nuevo Se genera el dibujo desde este paquete Dar un nombre al archivo, por ejemplo: Contenedor Aparece un cuadro de diálogo pidiendo las unidades a utilizar Para este caso las unidades SI mks Hacer click en Create a model without nozzle Se establecen las dimensiones D= 1.5m y longitud total 2m Click en enclose Cylinder -Side Type of head: flat Se le pone tapa plana de lado negativo All increments specified Apply Dar click Se cierra PVDesigner Aparece dibujo en Superdraw Figura 10.1 Modify:Transform XY to YZ View utilities: XY top View utilities: enclose View utilities: Refresh shade Layer Se cambia la dirección de las coordenadas para poder Establecer el contenedor como vertical Al hacer esto queda en posición vertical Ajustamos el dibujo Para observar el dibujo como sólido Se cambia el layer L=1 por otro L=2, porque a continuación Vamos establecer las condiciones de frontera.
3 117 Figura 10.2 FEA add: Stress and Vibration Box apply Hacer click en Boundary conditions Establecemos las condiciones de frontera Seleccionamos el fondo del contenedor con el mouse. Van a aparecer en el fondo, y con esto sabremos que ya quedo establecido. Done Figura 10.3
4 118 Figura 10.4 Model Data Control Element Data: Thickness Material Se comienza a dar propiedades al contenedor. Model Data se encuentra en la parte baja o se puede seleccionar desde Tools, en la barra de menú. Se selecciona Plate (asignamos como placas) En Tag: se le da un nombre como Placa 1 O.K Se le da el espesor de placa. Para este caso m (3/4 in) Apply y luego O.K Seleccionamos el material Stainless Steel AISI (A302) Figura 10.5
5 119 Surface: Data Damos propiedades. Para este caso, presión hidrostática Y=1.4m (Y-coordinate of point on surface on fluid) El punto donde se encuentra la superficie del líquido Y=-1 (los demás se quedan en cero) Con esto, indicamos que el líquido se concentra hacia abajo y no hacia la coordenada x o y. Weigth density of fluid = 9800 N/m3 (suponemos agua) Figura 10.6 Model Data Control Global: Output Check Analisis: Analyze Results Stress-di:Post: Max prin F10 View: Isometric Enclose Esc Volvemos al cuadro de Model Data Control Click en Global Damos click en Stress Data y en Displacement Esto son los resultados que deseamos obtener. Dar click en Check. El programa te da un ejemplo de cómo podría quedar tu diseño con las cargas. Dar click Done Empieza el análisis mediante el software. El análisis es un análisis geométrico, de cargas, entre otros. Done Click en Results para observar el análisis gráfico Aparece una nueva pantalla llamada Superview que muestra el diseño con las cargas. Se observa a colores los esfuerzos máximos en el recipiente Se puede observar el contenedor desde diferentes vistas Desde vista isométrica Para ajustar imagen Para salir
6 120 Figura Tutorial 2 Este tutorial trata sobre el diseño de un contenedor cilíndrico vertical con paredes de espesor variable a lo largo de todo el contenedor. Esto significa que tendremos tres espesores diferentes. En la parte baja o fondo del contenedor se tiene una tapa plana. Las dimensiones para el contenedor son: Diámetro contenedor 1.5m Altura contenedor 2m Espesor contenedor y tapa m (3/4in.) (parte más baja) Espesor no. 2 Espesor no.3 Densidad del líquido m m 1000 kg/m 3 (agua)
7 121 El contenedor va a someterse a presión debida a un líquido (presión hidrostática) y las condiciones de frontera establecidas para este caso son, empotramiento de toda la parte inferior del contenedor; esto incluye la tapa. El objetivo es observar los esfuerzos máximos que suceden en los cambios de espesor. Este tipo de contenedores son muy utilizados en las empresas. File:New Tools:PVDesigner Save as: Units definition General Geometry Enclose Heads Mesh Intersect pipes Para hacer un archivo nuevo Se genera el dibujo desde este paquete Dar un nombre al archivo, ejemplo: Contenedor por secciones. Aparece un cuadro de diálogo pidiendo las unidades a utilizar Para este caso las unidades SI mks Hacer click en Create a model without nozzle Se establecen las dimensiones D= 1.5m y longitud total 2m Click en enclose Cylinder -Side Type of head: flat Se le pone tapa plana de lado negativo All increments specified Apply Dar click Se cierra PVDesigner Aparece dibujo en Superdraw Figura 10.8
8 122 Modify:Transform XY to YZ View utilities: XY top View utilities: enclose View utilities: Refresh shade Layer Se cambia la dirección de las coordenadas para poder Establecer el contenedor como vertical Al hacer esto queda en posición vertical Ajustamos el dibujo Para observar el dibujo como sólido Se cambia el layer L=1 por otro L=2, porque a continuación Vamos establecer las condiciones de frontera. Figura 10.9 FEA add: Stress and Vibration Box apply Hacer click en Boundary conditions Establecemos las condiciones de frontera Seleccionamos el fondo del contenedor con el mouse. Van a aparecer en el fondo, y con esto sabremos que ya quedo establecido. Done Figura 10.10
9 123 Selection tools: Select by box Modify: Update Object Paramet Selection tools: Select by box Modify: Update Object Paramet Se selecciona una parte del contenedor con el mouse. Aproximadamente se va a seleccionar para que queden 3 diferentes secciones. En Update Object Parameter, vamos a cambiar el Group=2. Con esto vamos a cambiar el grupo de una parte del contenedor, para que posteriormente se le pueda dar diferentes espesores o material. Se selecciona otra parte del contenedor En Update Object Parameter, vamos a cambiar el Group=3.Después de los tres cambios, se tienen que observar 3 diferentes colores. Figura Surface: Data Damos propiedades. Para este caso, presión hidrostática Y=1.4m (Y-coordinate of point on surface on fluid) El punto donde se encuentra la superficie del líquido Y=-1 (los demás se quedan en cero) Con esto, indicamos que el líquido se concentra hacia abajo y no hacia la coordenada x o y. Weigth density of fluid = 9800 N/m3 (suponemos agua)
10 124 Figura Model Data Control Global: Output Check Analisis: Analyze Results Stress-di:Post: Max prin F10 View: Isometric Enclose Esc Volvemos al cuadro de Model Data Control Click en Global Damos click en Stress Data y en Displacement Esto son los resultados que deseamos obtener. Dar click en Check. El programa te da un ejemplo de cómo podría quedar tu diseño con las cargas. Dar click Done Empieza el análisis mediante el software. El análisis es un análisis geométrico, de cargas, entre otros. Done Click en Results para observar el análisis gráfico Aparece una nueva pantalla llamada Superview que muestra el diseño con las cargas. Se observa a colores los esfuerzos máximos en el recipiente Se puede observar el contenedor desde diferentes vistas Desde vista isométrica Para ajustar imagen Para salir
11 125 Figuras Figura 10.14
12 Tutorial 3 Este tutorial trata sobre el diseño de un contenedor cilíndrico vertical con paredes de espesor uniforme a lo largo de todo el contenedor. En la parte baja o fondo del contenedor se tiene una tapa hemisférica. Las dimensiones para el contenedor son: Diámetro contenedor 1.5m Altura contenedor Espesor contenedor y tapa Densidad del líquido 2m m (3/4in.) 1000 kg/m 3 (agua) El contenedor va a someterse a presión debida a un líquido (presión hidrostática) y las condiciones de frontera establecidas para este caso son, empotramiento de toda la parte superior del contenedor. El objetivo en este tutorial es observar que el cambio en la tapa del contenedor resulta en menores esfuerzos. Los esfuerzos máximos se observan en el fondo del contenedor, sin embargo son menores que los observados en contenedores con tapa plana. File:New Tools:PVDesigner Save as: Units definition General Geometry Enclose Heads Mesh Intersect pipes Para hacer un archivo nuevo Se genera el dibujo desde este paquete Dar un nombre al archivo, ejemplo Contenedor esférico Aparece un cuadro de diálogo pidiendo las unidades a utilizar Para este caso las unidades SI mks Hacer click en Create a model without nozzle Se establecen las dimensiones D= 1.5m y longitud total 2m Click en enclose Cylinder -Side Type of head: Spherical D=1.5 m All increments specified Apply Dar click Se cierra PVDesigner Aparece dibujo en Superdraw
13 127 Figura Modify:Transform XY to YZ View utilities: XY top View utilities: enclose View utilities: Refresh shade Layer Se cambia la dirección de las coordenadas para poder Establecer el contenedor como vertical Al hacer esto queda en posición vertical Ajustamos el dibujo Para observar el dibujo como sólido Se cambia el layer L=1 por otro L=2, porque a continuación Vamos establecer las condiciones de frontera. Figura FEA add: Stress and Vibration Box apply Hacer click en Boundary conditions Establecemos las condiciones de frontera Seleccionamos la parte superior del contenedor con el mouse. Van a aparecer en la parte superior, y con esto sabremos que ya quedo establecido. Done
14 128 Figura Model Data Control Element Data: Thickness Material Se comienza a dar propiedades al contenedor Se selecciona Plate En Tag: se le da un nombre, por ejemplo Esférico O.K Se le da el espesor de placa. Para este caso m (3/4 in) Apply y luego O.K Seleccionamos el material Stainless Steel AISI (A302) Figura 10.18
15 129 Surface: Data Damos propiedades. Para este caso, presión hidrostática Y=1.4m (Y-coordinate of point on surface on fluid) El punto donde se encuentra la superficie del líquido Y=-1 (los demás se quedan en cero) Con esto, indicamos que el líquido se concentra hacia abajo y no hacia la coordenada x o y. Weigth density of fluid = 9800 N/m3 (suponemos agua) Figura Model Data Control Global: Output Check Analisis: Analyze Results Stress-di:Post: Max prin F10 View: Isometric Enclose Esc Volvemos al cuadro de Model Data Control Click en Global Damos click en Stress Data y en Displacement Esto son los resultados que deseamos obtener. Dar click en Check. El programa te da un ejemplo de cómo podría quedar tu diseño con las cargas. Dar click Done Empieza el análisis mediante el software. El análisis es un análisis geométrico, de cargas, entre otros. Done Click en Results para observar el análisis gráfico Aparece una nueva pantalla llamada Superview que muestra el diseño con las cargas. Se observa a colores los esfuerzos máximos en el recipiente Se puede observar el contenedor desde diferentes vistas Desde vista isométrica Para ajustar imagen Para salir
16 130 Figura Figura 10.21
17 Tutorial 4 Este tutorial es sobre el diseño de un contenedor cilíndrico horizontal con tapas planas y sometido a presión debido a un gas (presión uniforme.) Las dimensiones del contenedor son: Diámetro contenedor 1.5m Altura contenedor Espesor contenedor y tapa Presión 2m m (3/4in.) 1 bar ( Pa) Las condiciones de frontera para este caso o los puntos donde se va a soportar el contenedor, van a ser en puntos cercanos a la unión entre la tapa y el contenedor. El objetivo es observar que debido a la presión uniforme, se obtiene esfuerzos mayores que con respecto a la presión hidrostática. Los esfuerzos máximos se concentran en las uniones entre la tapa y el contenedor. File:New Tools:PVDesigner Save as: Units definition General Geometry Enclose Heads Mesh Intersect pipes Para hacer un archivo nuevo Se genera el dibujo desde este paquete Dar un nombre al archivo, por ejemplo: Tapas planas Aparece un cuadro de diálogo pidiendo las unidades a utilizar Para este caso las unidades SI mks Hacer click en Create a model without nozzle Se establecen las dimensiones D= 1.5m y longitud total 2m Click en enclose Cylinder Side (para los dos lados) Type of head: flat Se le pone tapa plana en ambos lados All increments specified Apply Dar click Se cierra PVDesigner Aparece dibujo en Superdraw
18 132 Figura View utilities: enclose Ajustamos el dibujo View utilities: Refresh shade Para observar el dibujo como sólido Layer Se cambia el layer L=1 por otro L=2 FEA add: Stress and Vibration Box apply Hacer click en Boundary conditions Establecemos las condiciones de frontera Seleccionamos el fondo del contenedor Done Figura 10.23
19 133 Model Data Control Element Data: Thickness Material Se comienza a dar propiedades al contenedor Se selecciona Plate En Tag: se le da un nombre, por ejemplo: plana 1. Esto es para cada elemento del contenedor. O.K Se le da el espesor de placa. Para este caso m (3/4 in) Apply y luego O.K Seleccionamos el material Stainless Steel ASTM A572 Figura Surface: Data Damos propiedades. Para este caso, presión uniforme Vamos a poner 1bar = Pa Figura 10.25
20 134 Figura Figura 10.27
21 135 Model Data Control Global Output Check Analisis: Analyze Results Stress-di:Post: Max prin F10 View: Isometric Enclose Esc Volvemos al cuadro de Model Data Control Click en Global Damos click en Stress Data y en Displacement. Dar click en Check Dar click Done Empieza el análisis mediante el software Done Click en Results para observar el análisis gráfico Aparece una nueva pantalla Se observa a colores los esfuerzos máximos en el recipiente Se puede observar el contenedor desde diferentes vistas Desde vista isométrica Para ajustar imagen Para salir Figura Stress-di:General:No frills En caso de que obstaculicen las visión los vectores Desaparecen los vectores debido a la presión uniforme
22 136 Figura Tutorial 5 Este tutorial es sobre el diseño de un contenedor cilíndrico horizontal con tapas hemisféricas, con una tobera (nozzle) y sometido a presión debido a un gas (presión uniforme.) Las dimensiones del contenedor son: Diámetro contenedor 1.5m Altura contenedor Espesor contenedor y tapa Presión 2m m (3/4in.) 1 bar ( Pa) Las condiciones de frontera para este caso o los puntos donde se va a soportar el contenedor, van a ser en puntos cercanos a la unión entre la tapa y el contenedor. Para este caso se va a observar que los esfuerzos disminuyen en las tapas y se concentran más en la tobera (nozzle.)
23 137 File:New Tools:PVDesigner Save as: Units definition Geometry Enclose Heads Mesh Intersect pipes Para hacer un archivo nuevo Se genera el dibujo desde este paquete Dar un nombre al archivo Aparece un cuadro de diálogo pidiendo las unidades a utilizar Para este caso las unidades SI mks Se establecen las dimensiones D= 1.5m y longitud total 2m Dnozzle=.2m y longitud del nozzle=.2m Click en enclose Cylinder -Side Type of head: Spherical D= 1.5m En nozzle poner tapa plana (flat) All increments specified Apply Dar click Se cierra PVDesigner Aparece dibujo en Superdraw Figura Figura 10.31
24 138 View utilities: XZ front View utilities: enclose Ajustamos el dibujo View utilities: Refresh shade Para observar el dibujo como sólido Layer Se cambia el layer L=1 por otro L=2 FEA add: Stress and Vibration Hacer click en Boundary conditions Establecemos las condiciones de frontera. Seleccionamos en el fondo del contenedor, cerca de la unión de la tapa con el contenedor. Esto se selecciona con el Box apply mouse. Done Figura Model Data Control Element Data: Thickness Material Se comienza a dar propiedades al contenedor Se selecciona Plate En Tag: se le da un nombre para cada uno de los elementos. Por ejemplo: Parte 1. (no es relevante el nombre) O.K Se le da el espesor de placa. Para este caso m (3/4 in) Apply y luego O.K Seleccionamos el material Stainless Steel AISI (A302) Figura 10.33
25 139 Surface: Data Damos propiedades. Para este caso, presión uniforme Establecemos una presión de 1 bar= Pa Figura Model Data Control Global Output Check Analisis: Analyze Volvemos al cuadro de Model Data Control Click en Global Damos click en Stress Data y en Displacement. Dar click en Check Dar click Done Empieza el análisis mediante el software Done Figura 10.35
26 140 Results Stress-di:Post: Max prin F10 View: Isometric Enclose Esc Stress-di:General:No frills Click en Results para observar el análisis gráfico Aparece una nueva pantalla Se observa a colores los esfuerzos máximos en el recipiente Se puede observar el contenedor desde diferentes vistas Desde vista isométrica Para ajustar imagen Para salir En caso de que obstaculicen las visión los vectores Desaparecen los vectores debido a la presión uniforme Figura Figura 10.37
27 Tutorial 6 Este tutorial es sobre el diseño de un contenedor cilíndrico horizontal con tapas hemisféricas, con una tobera (nozzle) en la parte superior del contenedor y otra en una de las tapas hemisféricas. Es sometido a presión debido a un gas (presión uniforme.) Las dimensiones del contenedor son: Diámetro contenedor 1.5m Altura contenedor Espesor contenedor y tapa Presión 2m m (3/4in.) 1 bar ( Pa) Las condiciones de frontera para este caso o los puntos donde se va a soportar el contenedor, van a ser en puntos cercanos a la unión entre la tapa y el contenedor. Para este caso se va a observar que los esfuerzos disminuyen en las tapas y se concentran más en las toberas (nozzle.)
28 142 File:New Tools:PVDesigner Save as: Units definition Geometry Enclose Heads Mesh Intersect pipes Para hacer un archivo nuevo Se genera el dibujo desde este paquete Dar un nombre al archivo, por ejemplo: Prototipo Aparece un cuadro de diálogo pidiendo las unidades a utilizar Para este caso las unidades SI mks Se establecen las dimensiones D= 1.5m y longitud total 2m Dnozzle=.2m y longitud del nozzle=.2m Click en enclose Cylinder -Side Type of head: Spherical D= 1.5m En nozzle poner tapa plana (flat) Se incluye nozzle en la tapa negativa con el mismo diámetro Que el otro nozzle All increments specified Apply Dar click Se cierra PVDesigner Aparece dibujo en Superdraw Figura Figura 10.39
29 143 Figura View utilities: XZ front View utilities: enclose Ajustamos el dibujo View utilities: Refresh shade Para observar el dibujo como sólido Layer Se cambia el layer L=1 por otro L=2 FEA add: Stress and Vibration Hacer click en Boundary conditions Establecemos las condiciones de frontera Box apply Seleccionamos el fondo del contenedor Done Figura Model Data Control Element Data: Thickness Material Se comienza a dar propiedades al contenedor Se selecciona Plate En Tag: se le da un nombre O.K Se le da el espesor de placa. Para este caso m (3/4 in) Apply y luego O.K Seleccionamos el material Stainless Steel AISI (A302)
30 144 Surface: Data Damos propiedades. Para este caso, presión uniforme Establecemos una presión de 1 bar= Pa Figura Model Data Control Global Output Check Analisis: Analyze Volvemos al cuadro de Model Data Control Click en Global Damos click en Stress Data y en Displacement. Dar click en Check Dar click Done Empieza el análisis mediante el software Done Figura Results Stress-di:Post: Max prin Click en Results para observar el análisis gráfico Aparece una nueva pantalla Se observa a colores los esfuerzos máximos en el recipiente
31 145 F10 View: Isometric Enclose Esc Stress-di:General:No frills Se puede observar el contenedor desde diferentes vistas Desde vista isométrica Para ajustar imagen Para salir En caso de que obstaculicen las visión los vectores Desaparecen los vectores debido a la presión uniforme Figura Figura 10.45
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