Practica 2

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Instructor: IEME Irving Antonio Huchin Noh 
Práctica 2: Concentración de esfuerzos 
Introducción. 
CONCENTRADORES DE ESFUERZOS 
¿Qué es un concentrador de esfuerzos? 
En la práctica del diseño de máquinas, es muy común encontrar piezas en las cuales 
se practican muescas, chaveteros, agujeros, cambios de sección, ranuras, etc., que 
hacen que dichas piezas sean más funcionales. La figura muestra algunas entallas 
utilizadas para posicionar, fijar, acoplar o transmitir movimiento, entre otras 
funciones. Las entallas son llamadas también discontinuidades, ya que producen 
cambios en la sección transversal del elemento. Las discontinuidades en las piezas 
que soportan esfuerzos tienen la desventaja de generar un aumento de éstos en 
sus cercanías. Debido a esto, la presencia de entallas tiende a aumentar los 
tamaños, las masas y los costos de las piezas que se diseñan. 
 
Concentrador de esfuerzos 
Se define un concentrador de esfuerzos como cualquier discontinuidad en la sección 
transversal de una pieza que provoca un aumento de los esfuerzos en las cercanias 
a dicha discontinuidad 
 
Con base en los esfuerzos Smax y So, se define el coeficiente teórico de 
concentración de esfuerzos se tiene como como: 
 
El valor de Kt depende del tipo de concentrador de esfuerzos, del tipo de carga 
aplicada y de la geometría de la pieza, y puede determinarse mediante el Método 
de Elementos Finitos (FEM), usando un programa computacional(SOLID WORKS), 
o mediante métodos experimentales como el método fotoelastico. 
 
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Desarrollo 
 
Utilizar el software SolidWorks para simular la concentración de esfuerzos que 
pueden recibir diferentes figuras geométricas. 
 
Paso 1: Realizar un croquis como se muestra en la figura, el origen tiene que quedar 
en el centro del cuadrado. 
 
 
 
Paso 2: utilizar la operación extruir a 15mm como se muestra en la figura 
 
 
 
 
Paso 3: Para realizar un estudio de simulación a la pieza, primero se tiene que 
activar los complementos solidworks simulation como se muestra en la siguiente 
figura. 
 
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Después se tiene que realizar la simulación desde 
simulation->Estudio, como se muestra la figura 
 
 
Después se tiene que seleccionar el tipo de estudio, en este caso es un estudio 
estático 
 
 
 
Paso 4: para realizar el estudio, primero se tiene que escoger el material, segundo 
se tiene que aplicar la sujeción, tercero la fuerza, cuarto se tiene que aplicar la malla 
y por último se ejecuta la simulación 
 
Para seleccionar el material se le tiene que dar click derecho en pieza y después 
se tiene que entrar en Aplicar/editar material, tal como se muestra en las 
siguientes figuras. 
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Aparecerá una ventana como se muestra en la siguiente figura, en esta ventana se 
puede seleccionar el tipo de material, en este caso escogemos la opción 
predeterminada que es acero aleado y después se le da aplicar y por ultimo cerrar 
 
 
 
 
 
Después se tiene que aplicar la sujeciones, primero se tiene que presionar click 
derecho y después se tiene que seleccionar la cara donde va estar sujeta la pieza 
 
 
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Después se tiene que aplicar la fuerza primero se presiona click derecho en cargas 
externas y después se selecciona fuerza, 
 
 
 
Para aplicar la fuerza se tiene que seleccionar la cara donde y después se tiene que 
poner la magnitud, como en este caso es una fuerza de tensión, active la casilla 
invertir dirección tal y como se muestra la figura 
 
La fuerza es 10000N de tensión 
 
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Por último, se tiene que crear una malla para realizar el análisis. Se tiene que dar 
click derecho en malla y después crear malla, se le dejan las opciones 
predeterminadas y simplemente aceptamos. 
 
 
Para realizar la simulación se tiene que ejecutar en la 
opciones de las pestaña de simulación como se 
muestra en la figura 
 
 
Al ejecutar la simulación aparecerá la siguiente imagen 
 
 
Se pueden obtener resultados de los esfuerzos, presionándole click derecho en 
tensiones, y se tiene que activar las opciones de leyenda máxima y mínima, como 
se muestra en la figura 
 
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Para ver en donde empiezan los esfuerzos se tiene que activar la opción Percepción 
del diseño como se muestra la siguiente figura 
 
 
 
 
1) Con la pieza anterior realizar análisis de esfuerzos con una fuerza de 10 KN, 
cuando el círculo del centro sea 10 mm, 30 mm, 50 mm, 70 mm, 80 mm, si 
tiene que anotar los esfuerzos máximos y en donde se concentran