Memoria de Calculo Dispositivo de Retiro

MEMORIA DE CLCULO BAJO EL MTODO MEF DISPOSITIVO DE EXTRACCIN

REV DESCRIPCION Diseo INGENIERIA CLIENTE FECHA

A DISPOSITIVO DE EXTRACCION Mine Parner

MFD Innovacin y Tecnologa Mine Parner 19/05/2014

Calle: Orchard 1498 sector centro Antofagasta Fonos (09-) 73619767 Email: [email protected]

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1 MEMORIA DE CLCULO BAJO EL MTODO MEF DISPOSITIVO DE EXTRACCIN

1.0 INTRODUCCIN.................................................................................................. 2

2.0 OBJETIVOS.......................................................................................................... 2

3.0 METODOLOGIA DE TRABAJO. ............................................................................ 3

4.0 NORMAS Y CODIGOS DE DISEO........................................................................ 6

5.0 INFORMACION DEL MODELO............................................................................. 7

6.0 MAYA RESULTANTE........................................................................................... 7

7.0 TIPO DE MATERIAL............................................................................................ 8

8.0 CONDICIONES REALES........................................................................................ 8

9.0 DATOS DE ENTREGA........................................................................................... 9

10.0 RESULTADOS DE TENSIONES............................................................................. 10

11.0 RESULTADOS DE DESPLAZAMIENTOS................................................................ 11

12.0 FACTOR DE SEGURIDAD................................................................................... 12

13.0 RESUMEN DE RESULTADOS............................................................................... 12

14.0 CAPACIDAD DE RESISTENCIA............................................................................... 13

15.0 CONCLUSIONES DE CAPACIDAD DE RESISTENCIA........................................................ 14


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1.0 INTRODUCCIN El MEF se ha vuelto una solucin para la tarea de predecir los fallos debidos a tensiones desconocidas enseando los problemas de la distribucin de tensiones en el material y permitiendo a los diseadores ver todas las tensiones involucradas. Este mtodo de diseo y prueba del producto es mejor al ensayo y error en donde hay que mantener costos de manufactura asociados a la construccin de cada ejemplar para las pruebas. Las grandes ventajas del clculo por ordenador se pueden resumir en:

Hace posible el clculo de estructuras que, bien por el gran nmero de operaciones que su resolucin presenta (formas geomtricas complejas) o por lo tedioso de las mismas las cuales eran, en la prctica, inabordables mediante el clculo manual.

En la mayora de los casos reduce a lmites despreciables el riesgo de errores operativos. El resultado de estos ensayos se utilizar para resolver si el soporte de levante en estudio, es capaz o se encuentra dentro de un rango de comportamiento estructural admisible, cuyas condiciones de carga y conclusiones se especifican en detalle en ste informe. Para ste anlisis se utiliz el mtodo de los Elementos Finitos, mediante el cual se obtuvo el campo de esfuerzos para todos los sectores de la estructura.

2.0 OBJETIVOS

El presente informe tiene como objetivo determinar las concentraciones de tensiones, deformaciones, factor de seguridad (FDS) y desplazamientos producidos por las cargas a las que se encuentra sometida el dispositivo de extraccin de esta forma se realizara un diagnstico y entregar una conclusin acorde con los resultados obtenidos.

Con los resultados obtenidos se determinar si el dispositivo de extraccin segn modelo dimtrico propuesto por Mine Parner es capaz de soportar las cargas aplicadas, si no es as se realizarn las recomendaciones necesarias para que dicho soporte pueda tener un comportamiento estructural dentro de los intervalos permitidos.


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3.0 METODOLOGIA DE TRABAJO

El estudio estructural del dispositivo de extraccin se realiz utilizando el mtodo numrico y

de elementos finitos. Mtodo el cul comprende la resolucin numrica de problemas de ingeniera, entregando resultados de gran exactitud. El software utilizado para la realizacin de estos clculos, fue solid work Simulation 2013. Obteniendo los resultados de deformacin (desplazamiento, esfuerzos de deformacin y factores de seguridad). Es necesario resaltar que los ensayos realizados fueron hechos utilizando la Teora de la mxima energa de distorsin (Esfuerzos de Von Mises), as como tambin el teorema del mximo esfuerzo cortante (Teorema de Tresca). CRITERIO DE VON MISES La teora de falla de Von Mises supone que sta se produce cuando el esfuerzo efectivo de Von Mises, iguala a la resistencia a la fluencia determinada en una prueba de traccin estndar es decir, para el caso de tensiones en tres dimensiones:


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CRITERIO DE TRESCA Establece que la falla se produce cuando el esfuerzo de corte mximo en un componente iguala la resistencia al corte en el punto de fluencia determinado en un ensayo de traccin. En el caso de metales dctiles, esta resistencia a la fluencia en corte resulta ser igual a la mitad de la resistencia a la fluencia en traccin, es decir: Por consiguiente, ocurrir falla cuando el esfuerzo de corte mximo aplicado sea igual a la resistencia a la fluencia en corte del material, es decir: Pero, como se determin en el captulo 1, el esfuerzo de corte mximo queda establecido a partir de los esfuerzos principales de la forma siguiente: TIPO DE ELEMENTO FINITO UTILIZADO PARA LA MODELACION. El tipo de elemento utilizado para la modelacin fue el tipo slido brick. Los elementos slidos flexibles 3-D se utilizan para simular el comportamiento de slidos. Estos elementos tambin estn disponibles con formulaciones de alto orden (nodos intermedios). Tal formulacin es apropiada cuando el slido experimenta flexin. La ventaja de utilizar este modelo es que es la representacin ms exacta a la realidad ya que considera todas las piezas del modelo, los tipos utilizados se muestran en la figura 5. Tipo de Elemento Finito utilizado para la modelacin


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4.0 NORMAS Y CODIGOS DE DISEO Sin perjuicio de lo establecido en la presente especificacin, que tendr carcter de prioritario en la fabricacin de la estructura, debern cumplirse las siguientes normas, en su ltima edicin, las cuales forman parte integrante de esta Especificacin: NORMAS DEL INSTITUTO NACIONAL DE NORMALIZACIN

NCh 203 Acero para uso estructural. Requisitos.

NCh 209 Acero-Planchas gruesas para usos generales y de construccin mecnica. Especificaciones.

NCh 217 Acero-Planchas delgadas para usos estructurales

NCh 304 Electrodos para soldar al arco manual. Terminologa y clasificacin.

NCh 308 Examen de soldadores que trabajan con arco elctrico.

NCh 428 Ejecucin de construcciones de acero.

AMERICAN INSTITUTE OF STEEL CONSTRUCTION AISC

Specification for Structural Steel Buildings.

Manual of Steel Construction

Specifications for structural joints using ASTM A490 or A490 bolts.

Code of Standard practice for steel buildings and bridges

AMERICAN WELDINGS SOCIETY AWS

AWS D1.1 Structural Welding Code

NOTA: En caso que se produzca discrepancias entre normas nacionales y extranjeras, prevalecern las ms estrictas.


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TOLERANCIAS Las tolerancias de fabricacin de perfiles sern las contenidas en las Normas:

NCh 428 y NCh 730 con las exigencias adicionales indicadas a continuacin. Las tolerancias de fabricacin en taller en cualquier dimensin, no podrn exceder de aquellas que perjudiquen el correcto montaje y la perfecta conservacin y validez de la geometra terica que ha sido calculada con 1 mm de precisin. Salvo los casos anteriores, se considera aceptable una tolertericas. Para piezas de largo menor de 1 metro, la tolerancia aceptable ser de +-1 mm. ETAPA DE FABRICACIN

Calidad de soldadores

Calificacin de soldadores

Procedimientos de fabricacin

Armado y dimensiones de las piezas antes de soldar

Calidad de las soldaduras

Elementos terminados

Embarque sobre medio de transporte

Nmina del personal que intervendr en la fabricacin, armado e inspeccin con sus respectivos cargos y calificacin

ETAPA DE FABRICACION 2

Calidad de los materiales que sean de aporte del Contratista de armado

Estado de equipos y herramientas

Calificacin de soladores

Replanteo de ejes, cotas y elevaciones bsicas del proyecto ( dispositivo de extraccion).

Secuencia de fabricacin (PQR)

Conexiones soldadas

Pintura

Nmina del personal que intervendr en la etapa de fabricacin

inspeccin con sus respectivos cargos y calificacin.


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5.0 INFORMACION DEL MODELO

6.0 TIPO DE MALLA RESULTANTE

Nmero total de nodos 166914

Nmero total de elementos 91517

Cociente mximo de aspecto 3.8587e+005

% de elementos cuyo cociente de aspecto es < 3 93.5

% de elementos cuyo cociente de aspecto es > 10 0.639

% de elementos distorsionados (Jacobiana) 0

Tiempo para completar la malla (hh;mm;ss): 00:00:09

Nombre de computadora: Ingenieria MFD Chile


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7.0 TIPO DE MATERIAL

8.0 CONDICIONES REALES

De acuerdo a la informacin entregada por minera esperanza las condiciones de cargas para el anlisis de MEF estn descritas en la siguiente tabla.

DATOS TONELADAS

VALOR MAXIMO DE CARGA 100 C/U

VALOR MAXIMO APLICADO 100 C/U


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9.0 DATOS DE ENTREGA

El dispositivo de extraccin segn modelado dimtrico por Mine PARNER Ltda. Debe tener la capacidad de resistencia de 100 TONELADAS permitiendo de esta forma cumplir con las exigencias emitidas por el mandante.

Restricciones / Sujeciones. Fuerza aplicada. (Toneladas).

Las carga mxima que fue sometida la base para perforadora fue de:

Fuerza aplicada 100 toneladas.


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10.0 RESULTADOS DE TENSIONES Primera Tensin principal 1018.4 Mpa 11.0 DESPLAZAMIENTOS EN X DESPLAZAMIENTOS EN X 0.015 MM


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11.0 DESPLAZAMIENTOS EN Y Desplazamientos en Y 0.017 MM 0 DESPLAZAMIENTOS EN Z Desplazamientos en Z 0.059 MM


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12.0 FACTOR DE SEGURIDAD EL FACTOR DE SEGURIDAD OBTENIDO ES DE 0.68 a una carga mxima de 100 toneladas. 13.0 Resumen de los resultados. Tabla 1. Resumen de los resultados de esfuerzos y desplazamientos.

14.0 CONCLUSIONES

Para el dispositivo de retiro, se aplic una carga mxima de 100 toneladas de fuerza segn datos emitidos por el mandante en la cara interior rigidizada del dispositivo de extraccin, tomando como restriccin la cara principal perforada donde se someter a junta con lnea de rodadura de la pala. El estudio permite comprobar que la estructura no alcanza una buena distribucin de esfuerzos, factor de seguridad de 0.68 ul. Concluyendo de esta forma que el dispositivo de extraccin no cumple para las condiciones de fuerza que ser sometido.

El departamento de ingeniera de MFD chile recalca que el dispositivo no resiste.


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15.0 Capacidad de resistencia del equipo de extraccin. Primera Tensin principal 652.9 Mpa 16.0 Capacidad de resistencia del equipo de extraccin.

EL FACTOR DE SEGURIDAD OBTENIDO ES DE 1.1 a una carga mxima de 100 toneladas.


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17.0 CONCLUSION DE CAPACIDAD DE RESITENCIA

Para el dispositivo de retiro, se aplic una carga mxima de 100 toneladas de fuerza segn datos emitidos por el mandante en la cara interior rigidizada del dispositivo de extraccin, tomando como restriccin la cara principal perforada donde se someter a junta con lnea de rodadura de la pala. El estudio permite comprobar que tiene una capacidad de resistencia para 12 toneladas de fuerza entregando un factor de seguridad de 1.1 ul.

Mfd chile ingeniera Ltda. Recalca que el dispositivo de retiro tiene una capacidad de resistencia de 12 toneladas de fuerza mxima entregando un factor de seguridad de 1.1 ul

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