Descarga la aplicación para disfrutar aún más
Vista previa del material en texto
Universidad Nacional Autónoma de México Facultad de Estudios Superiores Plantel Aragón INGENIERIA INDUSTRIAL CLASE “ mecánica de materiales” trabajo GRUPO:2804 NOMBRE DE LA PROFESORA: MARTHA BERENICE FUENTES FLORES NOMBRE DEL ALUMNO: CORTES HERNANDEZ RICARDO FECHA DE ENTREGA: 13 DE FEBRERO DEL 2023 2 1 TITULO O NOMBRE DEL PROYECTO ........................................................... 3 2 DATOS REFERENCIALES DEL PROYECTO ................................................. 3 2.1 FECHA DE PRESENTACIÓN .................................................................... 3 2.2 RESPONSABLE DEL PROYECTO ........................................................... 3 2.3 ÁREA DEL TEMA ...................................................................................... 3 2.4 ÁREA DE INFLUENCIA ............................................................................. 3 2.5 INSTITUCIÓN AUSPICIANTE Y/O BENEFICIADA ................................... 3 2.6 NOMBRE Y DIRECCIÓN DE LA EMPRESA O LA INSTITUCIÓN PARA LA QUE SE DESARROLLA EL PROYECTO ............................................ 4 2.7 COLABORADORES / PROFESIONALES ................................................. 4 2.8 DURACIÓN DEL PROYECTO ................................................................... 4 2.9 PROYECTOS RELACIONADOS ............................................................... 5 3 DESCRIPCIÓN GENERAL DEL PROYECTO ............................................... …6 3.1 ANTECEDENTES ...................................................................................... 6 3.2 DEFINICIÓN DEL PROBLEMA ................................................................. 7 3.3 MARCO INSTITUCIONAL ......................................................................... 7 3.4 META DEL PROYECTO ............................................................................ 8 3.5 OBJETIVOS ............................................................................................... 8 3.5.1 GENERAL ........................................................................................... 8 3.5.2 ESPECÍFICOS .................................................................................... 8 3.6 JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA ........................................................... 9 3.7 ALCANCE DEL PROYECTO ..................................................................... 9 3.8 METODOLOGÍA Y EQUIPAMIENTO ....................................................... 10 3.8.1 METODOLOGÍA ................................................................................ 10 3.8.2 EQUIPAMIENTO ............................................................................... 10 3.8.3 DOCUMENTOS ENTREGABLES ..................................................... 11 3.9 ANEXOS .................................................................................................. 12 3.9.1 PLAN ANALÍTICO ............................................................................. 12 3.9.2 PRESUPUESTO ............................................................................... 16 3.9.3 CRONOGRAMA DEL PROYECTO ................................................... 19 3.9.4 CARTA DE COMPROMISO .............................................................. 20 3.9.5 FIRMAS DE RESPONSABILIDAD .................................................... 21 3.9.7 BIBLIOGRAFÍA.................................................................................. 26 3 TITULO O NOMBRE DEL PROYECTO "DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE EQUIPOS Y ACCESORIOS PARA LA FABRICACIÓN DE PROBETAS EN MATERIAL DÚCTIL Y FRÁGIL PARA LAS PRACTICAS DE TORSIÓN, IMPACTO Y FATIGA DEL LABORATORIO DE MECÁNICA DE MATERIALES (LMM)." 1. DATOS REFERENCIALES DEL PROYECTO 1.1. FECHA DE PRESENTACIÓN Miércoles 24 de Julio del 2013 1.2. RESPONSABLE DEL PROYECTO PRADO ORTEGA ESTEBAN ANDRÉS 1.3. ÁREA DEL TEMA - Área de materiales - Área de Diseño y Mecánica computacional - Área de Manufactura 1.4. ÁREA DE INFLUENCIA El área de influencia del proyecto abarca el LMM, del Departamento de Energía y Mecánica (DECEM) de la Escuela Politécnica del Ejército (ESPE). 1.5. INSTITUCIÓN AUSPICIANTE Y/O BENEFICIADA La Institución auspiciante y/o beneficiada del proyecto es la ESPE. 1.5.1. OBJETIVO INSTITUCIONAL Ser el medio más eficaz para resolver problemas de investigación y poder ofrecer un apoyo afectivo al sector productivo nacional. 1.5.2. OBJETIVO TÁCTICO Diseñar y construir equipos y accesorios para fabricar probetas en material dúctil y frágil. 4 1.5.3. OBJETIVO OPERACIONAL Fabricar probetas de material dúctil y frágil para utilizar en las prácticas de torsión, impacto y fatiga, realizadas en el LMM del DECEM. 1.5.4. NOMBRE Y DIRECCIÓN DE LA EMPRESA O INSTITUCIÓN PARA LA QUE DESARROLLA EL PROYECTO Escuela Politécnica del Ejército (ESPE) Campus Sangolquí. Provincia Pichincha, Cantón Rumiñahui, Parroquia Selva Alegre. Av. El Progreso S/N. 1.6. COLABORADORES / PROFESIONALES Ing. José Pérez Ing. Xavier Sánchez Ing. 1.7. DURACIÓN DEL PROYECTO El proyecto tiene una duración de ocho meses después de su aprobación. 1.8. PROYECTOS RELACIONADOS Fecha de publicación Título Autor(es) Universidad SEP- 2001 SIMULACIÓN, DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN, DE MOLDES PARA EXTRUIR MEZCLAS DE PLÁSTICO DE DESECHO MÁS FIBRAS, PARA EXTRUSORA DEL LABORATORIO DE MECÁNICA DE MATERIALES. CARLOS BOHADA PATRICIO QUISANGA ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO ENE -2005 ENSAYOS DESTRUCTIVOS Y NO DESTRUCTIVOS DE PROBETAS DE ACERO SOLDADAS CON ELECTRODOS REVESTIDOS. JUAN MANUEL CONA GUZMAN UNIVERSIDAD AUSTRAL DE CHILE 5 2. DESCRIPCIÓN GENERAL DEL PROYECTO 2.1. ANTECEDENTES Cuando se selecciona un material para una aplicación industrial, es necesario conocer sus propiedades mecánicas, así como su capacidad para soportar esfuerzos. Las propiedades mecánicas de los materiales se determinan en diferentes ensayos de laboratorio. La Escuela Politécnica del Ejército posee un laboratorio de Mecánica de Materiales puesto a disposición de los alumnos de la carrera de Ingeniería Mecánica, en el cual se efectúan ensayos de tracción, impacto y fatiga. Para la realización de estos ensayos se necesita probetas en materiales dúctil y frágil, estas probetas se las obtienen mediante trámites burocráticos que dificultan la realización de los ensayos, ya que el laboratorio no cuenta con independencia para fabricarlas. La correcta realización de las prácticas de laboratorio dependen de tener probetas con dimensiones y materiales correctos. 2.2. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA El laboratorio de Mecánica de Materiales no cuenta con equipos y accesorios para fabricar las probetas necesarias, para los ensayos de Torsión, Impacto y Fatiga, por lo que el laboratorio depende directamente de fondos de la Escuela Politécnica del Ejército. El acceso a los fondos es limitado, dificultando la obtención de probetas, y comprometiendo el rendimiento de los estudiantes por los siguientes motivos: • Autofinanciación por parte del estudiante. • Costos elevados de materiales y fabricación. • Materiales y fabricaciones incorrectas. • Retrasos en la realización de prácticas. 6 • Obtención de datos y resultados erróneos, • No realización de las prácticas por no tener los materiales necesarios. Es necesario implementar una solución para que el laboratorio tenga independencia al fabricar las probetas. 2.3. MARCO INSTITUCIONAL Este proyecto tiene relación con los objetivos institucionales que busca el Departamento de Ciencias de la Energía y Mecánica, Carrera de Ingeniería Mecánica en la Escuela Politécnica del Ejército, endonde a continuación se mencionan los objetivos con los que este proyecto está estrechamente relacionado: - Desarrollar e Implementar técnicas de aprendizaje que fusionen tanto la parte teórica como la parte práctica relacionadas con la Ingeniería Mecánica. - Formar profesionales que contribuyan al desarrollo del país mediante la aplicación del conocimiento científico y técnico dentro del campo laboral y de los sectores productivos. 2.4. META DEL PROYECTO La meta del proyecto es el diseño y construcción de equipos y accesorios para la fabricación de probetas en material dúctil y frágil, utilizadas en la realización de prácticas de laboratorio de Mecánica de Materiales, las mismas que cumplan las normas, como a su vez proporcionen la solución adecuada para el laboratorio de Mecánica de Materiales. 2.5. OBJETIVOS 2.5.1. GENERAL Diseñar y construir equipos y accesorios para la fabricación de probetas en material dúctil y frágil para las practicas de torsión, impacto y fatiga del LMM. 7 2.5.2. ESPECÍFICOS - Estudiar los materiales para la fabricación de probetas, las prácticas de laboratorio de Mecánica de Materiales e identificar las normas que rigen estos elementos. - Realizar un análisis y una selección de alternativas. - Diseñar y construir los equipos y accesorios para la fabricación de probetas. - Presentar el método utilizado para la fabricación de las probetas a utilizarse en las prácticas de laboratorio. - Realizar las prácticas de torsión, impacto y fatiga, con las probetas obtenidas. - Analizar los resultados obtenidos en las practicas realizadas. - Realizar un estudio económico del proyecto. 2.6. JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA La realización de prácticas de laboratorio complementan los conocimientos teóricos de la materia de Mecánica de Materiales, por lo que es importante que el laboratorio cuente con equipos y materiales necesarios para su correcto desarrollo. Actualmente el Laboratorio no cuenta con equipos para fabricar probetas, ocasionando que la adquisición dependa de recursos universitarios. De ahí la importancia de dotar al LMM con equipos y accesorios para la fabricación de probetas, garantizando la total independencia al momento de realizar las prácticas. 2.7. ALCANCE El enfoque de este proyecto es diseñar y construir equipos y accesorios simples, para fabricar probetas en materiales dúctil y frágil. Se realizara el estudio de la fabricación de probetas utilizadas en los ensayos de Torsión, Impacto, y Fatiga, además se realizará un análisis de los materiales y los métodos para su fabricación. 8 Se utilizara el equipo Avery para el ensayo de torsión en probetas de material dúctil, para el ensayo de impacto se utilizará probetas de material frágil, el equipo para este ensayo es el péndulo de Charpy, en la Máquina de Fatiga se realizaran ensayos en probetas de material dúctil y frágil. Se realizará un análisis de los resultados obtenidos en los diferentes ensayos para determinar las propiedades de los materiales utilizados. 2.8. METODOLOGÍA Y EQUIPAMIENTO 2.8.1. METODOLOGÍA La metodología a emplear será la deductiva para la investigación de las alternativas, modelos, teoría y elementos generales para particularizarlos en lo que se requiera a nuestra propuesta. El método sintético permitirá relacionar prototipos que se encuentran disponibles para la formulación y planificación de las probetas a diseñarse y construirse. Este método ayudará a sintetizar las ideas para establecer una alternativa que cumpla los requerimientos. El método analítico nos permitirá analizar teorías, métodos que ayudarán a la correcta elaboración de los equipos y accesorios permitiendo que el conjunto desarrolle su máxima eficiencia y se reduzca costos de fabricación de las probetas. 2.8.2. EQUIPAMIENTO Y FUENTES DE INFORMACIÓN 2.8.2.1. HERRAMIENTAS COMPUTACIONALES - Software para programación de actividades. Microsoft Project. - Software para cálculo de propiedades de materiales Microsoft Excel. - Software para memória de Cálculo MathCAD. - Software para Diseño asistido por Computadoras AutoCAD - Software para Diseño asistido por Computadoras Solidworks. 9 2.8.2.2. FUENTES DE INFORMACIÓN - "CIENCIA E INGENIERÍA DE LOS MATERIALES", Ronald R. Askeland, Editorial Thomson, 4a. Ed. - "MECÁNICA DE MATERIALES" James M. Gere, Stephen P. Timoshenko Editorial Ibero América 2da Ed. - http://www.instron.com.es/wa/home/default_es.aspx - http://www.astm.org 2.9. ANEXOS 2.9.1. PLAN ANALÍTICO Ver Anexo 1 2.9.2. PRESUPUESTO Ver Anexo 2 2.9.3. CRONOGRAMA DEL PROYECTO Ver Anexo 3 2.9.4. FIRMAS DE RESPONSABILIDAD Ver Anexo 4 2.9.5. CARTA DE COMPROMISO Ver Anexo 5 2.9.6. BIBLIOGRAFÍA 10 ANEXO 1 PLAN ANALÍTICO " DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE EQUIPOS Y ACCESORIOS PARA LA FABRICACIÓN DE PROBETAS EN MATERIAL DÚCTIL Y FRÁGIL PARA LAS PRACTICAS DE TORSIÓN, IMPACTO Y FATIGA DEL LABORATORIO DE MECÁNICA DE MATERIALES (LMM)." CAPITULO 1: 1. GENERALIDADES 1.1. Antecedentes 1.2. Definición del problema 1.3. Objetivos 1.3.1. Objetivo General 1.3.2. Objetivo Específico 1.4. Alcance 1.5. Justificación e Importancia CAPITULO 2: 2. MARCO TEÓRICO 2.1. Probetas 2.1.1. Descripción 2.1.2. Materiales 2.1.2.1. Clasificación 2.1.2.1.1. Aleaciones ferrosas 2.1.2.1.2. Aleaciones no ferrosas 2.1.2.1.3. Cerámicos 2.1.2.1.4. Polímeros 2.1.2.1.5. Materiales compuestos 2.1.2.1.6. Materiales para construcción 2.1.2.2. Propiedades mecánicas 2.1.2.2.1. Resistencia. 2.1.2.2.2. Rigidez 2.1.2.2.3. Ductilidad. 11 2.1.2.2.4. Tenacidad. 2.1.3. Geometría de probetas 2.1.4. Proceso de fabricación de probetas 2.2. Ensayos Mecánicos 2.2.1. Torsión 2.2.2. Impacto 2.2.3. Fatiga 2.3. Ingeniería Económica 2.3.1. Mano de Obra Directa (MOD) 2.3.2. Costos Indirectos (CI) 2.3.3. Punto de Equilibrio 2.3.4. Depreciación y Recuperación de la Inversión 2.3.5. VAN (Valor Actual Neto) 2.3.6. TIR (Tasa Interna de Retorno) 2.3.7. Tiempo de recuperación de la inversión (TR) CAPITULO 3: 3. Análisis de alternativas 3.1. Materiales para probetas 3.1.1. Probetas de aleaciones ferrosas 3.1.2. Probetas de aleaciones no ferrosas 3.1.3. Probetas de materiales Cerámicos 3.1.4. Probetas en Polímeros 3.1.5. Probetas de materiales compuestos 3.1.6. Probetas de materiales para construcción 3.2. Selección del material 3.2.1. Material dúctil 3.2.2. Material Frágil 3.3. Procesos de Conformado CAPITULO 4: 4. Diseño de Equipos y accesorios 4.1. Componentes del diseño de la matriz 4.2. Descripción de la matriz 12 4.3. Dimensión y forma de la matriz 4.4. Selección del material de la matriz CAPITULO 5: 5. CONSTRUCCIÓN DE EQUIPOS Y ACCESORIOS CAPITULO 6: 6. PRUEBAS UTILIZANDO LAS PROBETAS FABRICADAS CAPITULO 7: 7. ANÁLISIS ECONÓMICO FINANCIERO 7.1. Determinación de los Costos de producción. 7.2. Análisis de los Costos de producción. 7.3. Depreciación y Recuperación de la Inversión 7.4. Cálculo del VAN, TIR, Tiempo de Recuperación. CAPITULO 8: 8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 8.1. Conclusiones 8.2. Recomendaciones ANEXOS BIBLIOGRAFIA PLANOS DE CONJUNTO Y DETALLE 13 ANEXO 2 PRESUPUESTO 1. COSTOS DIRECTOS 1.1. Materias Primas Ord. Descripción Costo total USD 1 Materiales para fabricación de probetas: -Aleaciones ferrosas -Aleaciones no ferrosas -Cerámicos -Polímeros -Materiales compuestos -Materiales para construcción 1500,00 TOTAL $ 1500,00 1.2. Mano de obra Ord Especialidad Tiempo medio (h) Salario-hora Total USD 1 Mecánico general 60 5,00 300,00 2 Diseñador 60 5,00 300,003 Asesores 60 15,00 750,00 14 TOTAL $ 1350,00 1.3. Pruebas y Ensayos Ord Especialidad Tiempo medio (h) Salario- hora Total USD 1 Conformado de probetas 70 5,00 350,00 3 Ensayos de -Torsión -Impacto -Fatiga 70 10,00 700,00 TOTAL $ 1050,00 2. COSTOS INDIRECTOS Descripción USD/Semana Semanas Valor total (USD) Internet 15,00 32 480,00 Suministros de oficina 10,00 4 40,00 Costo de taller 120,00 4 480,00 TOTAL $1000 3. TOTAL COSTOS DE FABRICACIÓN COSTOS DIRECTOS $ 3900,00 COSTOS INDIRECTOS $ 1000,00 TOTAL $ 4900,00 Imprevistos (10%) $ 490,00 15 TOTAL PROYECTO $5390,00 4. FINANCIAMIENTO FINANCIAMIENTO PROPIO FINANCIAMIENTO E.S.P.E Descripción USD Descripción USD Diseñador 300,00 Asesores 750,00 Internet 480,00 Costo de taller 480,00 Suministros de oficina 40,00 Mecánico general 300,00 Arcillas, aditivos etc. de las probetas 1500,00 Pruebas y Ensayos 1050 Imprevistos 490,00 TOTAL $3860,00 TOTAL $1530,00 16 ANEXO 3 CRONOGRAMA DEL CRONOGRAMA DEL PROYECTO 17 ANEXO 4 FIRMAS DE RESPONSABILIDAD FIRMAS DE RESPONSABILIDAD La persona nombrada a continuación, como parte de la Carrera de Ingeniería Mecánica de la Escuela Politécnica del Ejército, garantiza su compromiso y lealtad al cumplimiento del proyecto siendo responsable de la ejecución, por lo cual consta la firma de responsabilidad como acto de su palabra. EJECUTOR DEL PROYECTO _______________________ Sr. Prado Esteban CI: 0401437165 TUTOR _____________________ Ing. José Pérez 18 ANEXO 5 CARTA DE COMPROMISO Yo, Esteban Andrés Prado Ortega con CI 0401437165, habiendo cumplido los requisitos exigidos por la Carrera de Ingeniería Mecánica de la ESPE, me comprometo a llevar a cabo el presente proyecto de grado “DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE EQUIPOS Y ACCESORIOS PARA LA FABRICACIÓN DE PROBETAS EN MATERIAL DÚCTIL Y FRÁGIL PARA LAS PRACTICAS DE TORSIÓN, IMPACTO Y FATIGA DEL LMM.” para la obtención del título de Ingeniero Mecánico, de la mejor manera, cumpliendo todos los objetivos planteados dentro de los plazos programados y demostrando gran responsabilidad. Es por eso que acudo ante el Consejo Directivo de la Carrera de Ingeniería Mecánica para garantizarle total entrega y disciplina hacia la culminación de mi proyecto. Sangolquí, 24 de Julio del 2013 Atentamente, _______________________ Sr. Prado Esteban CI: 0401437165 19 ANEXO 4 CARTA DE RECOMENDACIÓN Sangolquí, 24 de Julio del 2013 Sr. Ing. Ángelo Villavicencio Coordinador de la Carrera de Ingeniería Mecánica. Presente. A petición del señor alumno, Prado Ortega Esteban Andrés CI: 0401437165, conozco el proyecto y creo procedente que el trabajo puede ser desarrollado como tema de tesis para la obtención del título de Ingeniero Mecánico. Me permito poner a consideración el tema del proyecto, “DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE EQUIPOS Y ACCESORIOS PARA LA FABRICACIÓN DE PROBETAS EN MATERIAL DÚCTIL Y FRÁGIL PARA LAS PRACTICAS DE TORSIÓN, IMPACTO Y FATIGA DEL LMM.”, el cual se lo va a implementar en el Laboratorio de Mecánica de Materiales del D.E.C.E.M. El Laboratorio se compromete en dar todas las facilidades al señor estudiante para que el Proyecto se desarrolle exitosamente. Atentamente, Ing. José Pérez Docente de la Carrera 20 Sangolquí, 24 de Julio del 2013 Sr. Ing. Ángelo Villavicencio Director de la Carrera de Ingeniería Mecánica. Presente. A petición verbal del señor Prado Ortega Esteban Andrés CI: 0401437165, conozco el proyecto y creo procedente que el trabajo puede ser desarrollado como tema de tesis para la obtención del título de Ingeniero Mecánico. Me permito poner a consideración el tema del proyecto, , “DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE EQUIPOS Y ACCESORIOS PARA LA FABRICACIÓN DE PROBETAS EN MATERIAL DÚCTIL Y FRÁGIL PARA LAS PRACTICAS DE TORSIÓN, IMPACTO Y FATIGA DEL LMM.”, el cual se lo va a implementar en el Laboratorio de Mecánica de Materiales del D.E.C.E.M. Estos Equipos serán utilizados para la fabricación de probetas utilizadas en las practicas de torsión, impacto y fatiga, realizadas en le LMM del D.E.C.E.M. Atentamente, Ing. Xavier Sánchez Docente de la Carrera 21 Sangolquí, 24 de Julio del 2012 Sr. Ing. Ángelo Villavicencio Director de la Carrera de Ingeniería Mecánica. Presente. A petición verbal del señor Prado Ortega Esteban Andrés CI: 0401437165, conozco el proyecto y creo procedente que el trabajo puede ser desarrollado como tema de tesis para la obtención del título de Ingeniero Mecánico. Me permito poner a consideración el tema del proyecto, “DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE EQUIPOS Y ACCESORIOS PARA LA FABRICACIÓN DE PROBETAS EN MATERIAL DÚCTIL Y FRÁGIL PARA LAS PRACTICAS DE TORSIÓN, IMPACTO Y FATIGA DEL LMM.”, el cual se lo va a implementar en el Laboratorio de Mecánica de Materiales del D.E.C.E.M. Estos Equipos serán utilizados para la fabricación de probetas utilizadas en las practicas de torsión, impacto y fatiga, realizadas en le LMM del D.E.C.E.M. Atentamente, Ing. Juan Díaz Docente de la Carrera 22 ANEXO 5PERFIL DEL PROYECTO DE GRADO CARTA DE ASESORAMIENTO DEL PERFIL DEL PROYECTO DE GRADO Nombre del proyecto: “DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE EQUIPOS Y ACCESORIOS PARA LA FABRICACIÓN DE PROBETAS EN MATERIAL DÚCTIL Y FRÁGIL PARA LAS PRACTICAS DE TORSIÓN, IMPACTO Y FATIGA DEL LMM.” Fecha: ASESOR Nº 1 Nombre: …………………………………………….. Firma: Interés en colaborar: Director del Proyecto Nº de Proyectos que dirige* Codirector del Proyecto Nº de Proyectos que dirige* Ninguno ASESOR Nº 2 Nombre:…………………………………………….. Firma: Interés en colaborar: Director del Proyecto Nº de Proyectos que dirige* Codirector del Proyecto Nº de Proyectos que dirige* Ninguno * Llenar obligatoriamente, desde hace dos años atrás a la fecha. 23 BIBLIOGRAFÍA • MICHAEL ASHBY, Materiales para la ingeniería: Introducción a las propiedades, aplicaciones y diseño, 2008. • CIENCIA E INGENIERÍA DE LOS MATERIALES", Ronald R. Askeland, Editorial Thomson, 4a. Ed. • "MECÁNICA DE MATERIALES" James M. Gere, Stephen P. Timoshenko Editorial Ibero América 2da Ed. INTERNET • http://www.instron.com.es/wa/home/default_es.aspx • http://www.astm.org
Compartir