Projeto e Análise de Juntas Snap Fit -Projetos Mecânicos

Diseño y Análisis de Juntas Snap Fit -Proyectos Mecánicos

29 de junio de 2024 Roberto Magalhães

Diseño y Análisis de Juntas Snap Fit Descargar Informe – Proyectos Mecánicos

ABSTRACTO:

Los accesorios a presión son el método más sencillo, rápido y económico para ensamblar dos piezas. Básicamente, un corte moldeado en una parte se acopla con un borde coincidente en la otra. Este método de ensamblaje es especialmente adecuado para materiales termoplásticos debido a su flexibilidad, alto alargamiento y capacidad de moldearse en formas complejas. En este trabajo de investigación, se genera un modelo de bloqueo a presión 2D en el software ANSYS para estudiar el análisis de contacto no lineal entre labios correspondientes. El resultado generado por el software FEA ANSYS le permite evaluar y optimizar la unión en cola de milano antes de comprometerse con costosos prototipos y herramientas.

Introducción :

Los encajes a presión son el método más sencillo, rápido y económico de ensamblar dos piezas. Cuando se diseñan correctamente, las piezas de ajuste rápido se pueden montar y desmontar numerosas veces sin ningún efecto adverso en el montaje. Los accesorios a presión también son la forma de montaje más respetuosa con el medio ambiente debido a su facilidad de desmontaje, lo que hace que los componentes de diferentes materiales sean fáciles de reciclar.

Aunque los ajustes a presión se pueden diseñar con muchos materiales, el material ideal es el termoplástico debido a su alta flexibilidad y su capacidad para moldearse de manera fácil y económica en geometrías complejas. Otras ventajas incluyen su alargamiento relativamente alto, bajo coeficiente de fricción y suficiente resistencia y rigidez para cumplir con los requisitos de la mayoría de las aplicaciones.

El diseñador debe tener en cuenta que el conjunto puede tener cierto "juego" debido a la tolerancia de apilamiento de las dos piezas coincidentes. Algunos accesorios también pueden aumentar el costo de una herramienta de moldeo por inyección debido a la necesidad de cuchillas en el molde. Un diseñador experimentado a menudo puede eliminar la necesidad de guías agregando una ranura en la pared directamente debajo del corte inferior o colocando las mortajas en el borde de la pieza de manera que miren hacia afuera.

Tipos de ajustes a presión

La mayoría de las aplicaciones de materiales de ingeniería con accesorios rápidos utilizan el diseño en voladizo. El diseño cilíndrico se puede emplear cuando se utiliza un material termoplástico sin relleno con mayor alargamiento (una aplicación típica es un conjunto de frasco/tapa de aspirina).

Otros tipos de accesorios de encaje que se pueden utilizar son los accesorios en voladizo en forma de “U” o “L” (consulte la Parte V para obtener más detalles).

Se utilizan cuando la deformación del accesorio voladizo recto no puede diseñarse por debajo de la deformación permitida para el material dado.

CONSIDERACIÓN DEL DISEÑO DE AJUSTE A PRESIÓN

La presente articulación se ocupa de varios tipos de problemas comunes, como la concentración del estrés, la fluencia y la fatiga. Esto debe resolverse durante el diseño de una junta. Para resolver estos problemas, existen algunas pautas a seguir durante la práctica del diseño. La mayoría de las uniones en cola de milano se forman a partir del material termoplástico de uso común. Sabemos que por aristas o esquinas la falla común es la concentración de tensiones, para evitar esta falla tenemos una solución para incorporar filetes de la forma deseada. Si las marcas de hundimiento son un problema, se puede utilizar un radio más pequeño, pero puede aumentar la tensión en esta área. La rigidez del plástico térmico se puede mejorar agregando fibra de vidrio o compuesto a la resina base. La fluencia, o más precisamente la relajación de la tensión, puede provocar una reducción de la fuerza de sujeción entre los dos componentes conectados mediante el ajuste rápido. Para evitar el deslizamiento, debe haber relajación en tensión y relajación en flexión. Para evitar fallas por fatiga, elija un material que pueda funcionar bien en fatiga. Este material se puede elegir comparando sus curvas S/N antes de aplicar la unión en cola de milano. Reducir estos problemas es un desafío importante considerando todos los parámetros en la forma deseada de una junta de ajuste rápido.

DESARROLLO DE JUNTA A PRESIÓN EN MODELO DE ELEMENTOS FINITOS

Se desarrolló un modelo bidimensional de elementos finitos de una cerradura de embutir cónica para investigar varios factores que influyen en la fuerza de tracción de la embutir. El modelo se generó en el software FEA ANSYS, que permite el análisis de contactos no lineales y genera resultados para varios cientos de iteraciones fácilmente. Se han tomado medidas para ajustar el ángulo de inclinación de la junta de mortaja, el tamaño de la región de soporte de la viga de mortaja y la cantidad de conicidad de la viga o relación de conicidad. Dado que el comportamiento de deflexión de una viga de atraque es principalmente bidimensional. Para obtener resultados eficientes, se hace una malla fina. Los nodos en la periferia exterior de esta región de estela se fijaron mediante una malla de borde. El coeficiente de fricción entre las dos superficies de contacto también se definió como un elemento constante del material. También se incluyó en el modelo una región de soporte alrededor de la base de la viga de acoplamiento para capturar la influencia de la rigidez del soporte. Las soluciones se desarrollan moviendo gradualmente la superficie de contacto de acoplamiento verticalmente en la dirección y hasta que se produce el pelado completo de la superficie de captura del haz de acoplamiento. Las ejecuciones típicas en una computadora personal de alta gama requerirían entre 200 y 500 iteraciones y tardarían entre 2 y 10 minutos.

CONCLUSIÓN

Se han llevado a cabo extensas investigaciones en el campo del diseño de juntas de encaje a presión en piezas de plástico. De estos artículos, se puede observar que el factor más importante que influye en la fuerza de empuje o tracción de un accesorio voladizo rápido es la relación de conicidad de la viga del accesorio, los ángulos de inclinación del enganche y el coeficiente de fricción entre la superficie de contacto. Para optimizar el componente moldeado de plástico mediante un ajuste rápido y robusto, el software de análisis de elementos finitos como ANSYS desempeña un papel vital. Para estudios posteriores, este enfoque se puede ampliar para analizar accesorios rápidos tridimensionales más complejos sin fabricar el componente, se pueden realizar sus prototipos.