Métodos de Conformado Mecánico

Transcripción

1 Métodos de Conformado Mecánico

2 Procesos de fundición Procesos de conformado mecánico Procesos a partir de polvos Procesos de conformado de polímeros y cerámicos Procesos primarios Procesos con arranque de viruta Procesos para modificar las propiedades de los materiales Procesos secundarios Procesos para unir partes Procesos de acabado de superficies

3 Conocer y analizar los principales métodos de manufactura mediante deformación plástica.

4 Tamaño de lote Diseño del proceso. Definición de etapas. Diseño de herramentales Materia prima Etapas intermedias Producto final Fabricación, ajuste y prueba del herramental Producción

5 Procedimiento convencional Restricciones Tamaño del lote Fecha de entrega Facilidades Costo/No piezas Personal más experimentado en el proceso, equipo a disposición, fabricación

6 Forma real convencional Dibujo Fabricación Producción No existe Modelar Experiencia

7 Definición de etapas intermedias Sistemas expertos Diseño Formado Final Diseño Simulación Solución numérica Análisis de la carga necesaria def. plástica Análisis de flujo Análisis de transferencia de calor Análisis de microestructura (fricción)

8 Deformación: Cambio de tamaño (dimensiones) y/o forma (geometría) Deformación Elástica -deformación recuperable- Muy pequeña (Infinitesimal 0 - [m]) -Metales, cerámicos, polímeros- Excepto elastómeros (Hules) Plástica -deformación permanente- Mayor magnitud al rango elástico (»% de deformación)

9 Extensometría Se encarga de medir las deformaciones generadas en un cuerpo Dependiendo de las características de los instrumentos empleados, (sean de contacto o sin contacto) se puede clasificar como: Extensometría Mecánica Extensometría Óptica (Videoextensometría a través de láser y/o cámaras)

10 Extensometría Eléctrica Aleaciones Cobre(55)-Níquel(45) (Constantán) Aleaciones Níquel(80)-Cromo(0) (Nicrom o inconel)

11 Esfuerzo: Concepto que indica la respuesta al interior del material al que se sometido a diversas solicitaciones. Estos no se aplican a un elemento, lo que se puede aplicar son fuerzas o cargas. No se pueden medir, se evalúan al conocer la magnitud de la solicitación así como las características geométricas del elemento sobre el que se aplica estas.

12 Esfuerzo Métodos de Conformado Mecánico

13 Problemas en ingeniería Métodos de Conformado Mecánico D D

14 xx xy xz ij yx yy yz o zx zy zz i dirección j - plano

15 xx xy xz ij yx yy yz o zx zy zz i dirección j - plano

16 Elástica (infinitesimal) C C Plástica (finita), k n m

17 Considerando el desviador de esfuerzos S ij H ij ij H H Métodos de Conformado Mecánico esfuerzo hidrostático (igual magnitud en todas direcciones) Sij S S S Sij S S S S S S S ij

18 Esfuerzos (Ejercicio: Criterios de fluencia) Los invariantes asociados a éste quedan J S S S 0 J S S S S S S S S S energía dedeformación (elástica) para el cambio de forma. J S S S S S S SS SS SS La ecuación característica queda S J S J S J 0 0 S JS J ó S JS J 0 J S S S S S S S S S magnitud relaionada con la

19 Esfuerzos (Ejercicio: Criterios de fluencia) Criterio de von Mises-Hencky Asume que la falla o fluencia del material ocurre cuando el segundo invariante asociado al desviador de esfuerzos J alcanza un valor crítico k (cortante crítico) J J J k k k 0 deformación elástica fluencia estableciendo en función de esfuerzos principales ijp 0 0 S y S 0 S 0 ijp S

20 Esfuerzos (Ejercicio: Criterios de fluencia) 0 0 S ijp J S S S S S S S S S S S S S S S J 9 J 6 J 6

21 0 Esfuerzos (Ejercicio: Criterios de fluencia) J 6 J 6 de una condición uniaxial de carga (ensayo de tracción) 0 0 ijp 0 0 ; 0, esfuerzo de fluencia J k 0 6

22 Esfuerzos (Ejercicio: Criterios de fluencia) ó VM eficaz

23 Esfuerzos (Ejercicio: Criterios de fluencia) Un elemento mecánico fabricado en una aleación de aluminio 606, se encuentra bajo la acción de diversas solicitaciones, las cuales provocan en el mismo el siguiente estado de esfuerzos: 50MPa ; 5MPa ; 80MPa MPa ; 4MPa ; 5MPa Determine si el elemento falla bajo las solicitaciones antes descritas, es decir si se presentara una deformación permanente, considerando que el esfuerzo de fluencia homogéneo (obtenido mediante un ensayo de tracción) para esta aleación de aluminio es de 50 MPa.