7/26/2019 Analisis de un rin de aleacin AlSi7Mg

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Analisis de un rin de aleacin AlSi7Mg

ResumenEn el presente trabajo se hicieron anlisis del comportamiento de un rin de aleacin

AlSi7Mg, el cual es usado en el automvil Gol de Volkswagen (VW). Para esto, se realiz

anlisis numrico. Se utilizel programa Ansys 15.

Palabra clave: Velocidad, concentracin de Esfuerzos, fatiga y desplazamientos.

Introduccin

En la actualidad la tecnologa avanza a pasos enormes, y el desarrollo de nuevos materiales

marca la pauta entre la competitividad y la obsolescencia, en estos tiempos se busca que los

materiales sean ms ligeros, resistentes tanto esfuerzos como a corrosin, sin dejar de

mencionar a la fatiga. De acuerdo con estudios independientes realizados por Forrest en

1982 (entre el 80 y el 90% de todas las fallas estructurales ocurre por fatiga, afirmando que

esto podra ser reducido en un 29% con la aplicacin de la tecnologa de fatiga existente).

Al obtener una estimacin de la vida til del componente, se permite identificar posibles

deficiencias geomtricas presente en el diseo, dando mayor flexibilidad al diseador de

realiza los cambios preventivos. Esto nos lleva a la optimizacin de tiempos y seleccin de

materiales. Por lo tanto, el objetivo principal del presente proyecto, es realizar un anlisis

numrico de fatiga de momento flexionante par un rin automotriz de aleacin AlSi7Mg,

permitiendo garantizar la resistencia del elemento, lo cual se refleja directamente en la

seguridad del usuario.

Los anlisis numricos se llevan a cabo con el mtodo de elemento finito, teniendo como

base los requerimientos procedimientos de los estndares nacionales e internacionales para

su aplicacin.

Desarrollo

Descripcin del problema

Una de las principales prioridades de las marcas, es la realizacin de lasdiversas pruebas de fatiga en los componentes dinmicos como es en el

caso del rin. Segn su aplicacin se dividen en rines para ve!"culos depasa#eros, para autobuses, etc.

El rin, aparte de ser un elemento de seguridad, se considera que es esttico; debe permitir

buena ventilacin a los frenos y asegurar conexin con el eje. La mayora de los

automviles y vehculos comerciales ligeros estn acondicionados con rines de hoja de

acero formado en fro, debido a que son econmicos, tienen alta resistencia y se les da

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servicio fcilmente. Adems, estn compuestos de un aro y un disco firmemente soldados.

Otros tipos de rines son los usualmente llamados, de forma incorrecta, rines de aluminio,

estos rines de aleacin son principalmente manufacturados usando fundicin a baja presin,

y generalmente son aleaciones de aluminio con contenido de silicio tratados trmicamente,

por ejemplo, GK AlSi11Mg, GK AlSi7MgT.

Todo rin automotriz, sea de acero o de aleacin, tiene parmetros de resistencia debido a las

cargas que soporta. ste tiene que absorber fuerzas verticales, laterales y longitudinales,

trasmitindolas a la rueda a travs de los birlos de apriete, por lo que juega un papel

fundamental en la seguridad de los pasajeros.

Propiedades mecnicas del rin de aleacin ALSi7Mg.

Modulo de Young 71.40 Gpa

Relacin de cedencia 185.95 Mpa

Resistencia ltima de tensin 227.02 Mpa

Densidad 2614.60 Kg/m3

De acuerdo con la norma NMX-D-136-CT-1988.

Por lo que el valor del momento mximo es:

Mbmx=2(Radlast)(9,81)[(0.9)(Rdyn)+ET]

Donde:

Mbmx= momento mximo soportado por el rin.

Radlast=carga mxima soportada por el rin.

Rdyn= radio dinmico del rin.

ET= distancia del centro a la cara interior del rin.

Mbmx=2(500kg)(9.81)[(0.9)(8)(0.0254m)+0.038m]

Mbmx=2615 Nm

Los esfuerzos y deformaciones primeramente se calculan por Ansys, donde se utiliza la

teora de Von Mises. Donde nos permitir apreciar las zonas ms dbiles de la estructura.

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