Abstracto
El modelo tridimensional de la rueda se diseñó utilizando CATIA. Luego, se importó el modelo 3D en formato IGES a ANSYS. En el presente trabajo, se llevó a cabo un análisis estático detallado: desplazamiento, tensiones máximas y mínimas de vonmise y análisis de fatiga de la llanta bajo cargas radiales. Se resumió la aplicación del método de elementos finitos para analizar la distribución de tensiones y la vida a fatiga de la llanta.
Introducción
Una llanta es el diseño metálico circular exterior en el que se monta el borde interior del neumático en vehículos como los automóviles. Se realiza un análisis de la resistencia a la fatiga de las llantas fabricadas con materiales como aleación de aluminio, acero aleado, acero forjado y aleación de magnesio. El método de los elementos finitos es una poderosa herramienta o procedimiento numérico para obtener soluciones a muchos de los problemas encontrados en el análisis de ingeniería. En este método de análisis, una región compleja que define un continuo se discretiza en formas geométricas simples llamadas elementos finitos. El dominio sobre el cual se estudia el análisis se divide en una serie de elementos finitos.
Las propiedades del material y la relación que los rige se consideran sobre estos elementos y se expresan en términos de valores desconocidos en la esquina del elemento.
En el análisis estático de la llanta, se aplicarán restricciones a la circunferencia de la llanta.
El análisis de fatiga se realiza en el software de fatiga MSC y utiliza resultados de tensión o deformación de modelos de elementos finitos (FE). El uso de fatiga MSC lleva el análisis de fatiga a la vanguardia del proceso de diseño para fabricación y crea un entorno MCAE para la gestión integrada de la durabilidad.
Análisis de llantas
Análisis detallado análisis estático: desplazamiento, tensiones máximas y mínimas de vonmise y análisis de fatiga de la llanta bajo cargas radiales. Consideramos acero, aleación de aluminio y magnesio, acero forjado para su análisis en los siguientes pasos.
Propiedades materiales
Aleación de acero:
- Módulo de Young (E) =2,34*105 N/mm2
- Límite elástico = 240 N/mm2
- Densidad =7800kg/m3
Aleación de aluminio:
- Módulo de Young (E) =72000 N/mm2
- Límite elástico = 160 N/mm2
- Densidad =2800kg/m3
Modelo de llanta
SOLID45 se utiliza para el modelado 3D de estructuras sólidas. El elemento está definido por ocho nodos con tres grados de libertad en cada nodo: traslaciones en las direcciones nodales x, y y z.
Diseño y análisis de llantas mediante el método de elementos finitosDiámetro exterior-450 mm
Diámetro del orificio del cubo: 150 mm
Diámetro del orificio del tornillo: 20 mm
Ancho de llanta-254 mm
Conclusión
En el acero aleado, el número de ciclos hasta la falla es mayor que en la aleación de aluminio, la aleación de magnesio y el acero forjado. Por lo tanto, el acero aleado es más viable para su uso en llantas que otros materiales. Se puede realizar una mayor optimización del espesor del material para reducir el consumo de material y podemos mejorar la vida útil de los componentes utilizando un enfoque avanzado de vida por fatiga y deformación.
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