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An�lisis de Simulaci�n en software CAD-CAM de una estructura aplicando las propiedades mec�nicas entre el ACERO ASTM A36 y la fibra de C��amo

 

Simulation analysis in CAD-CAM software of a structure applying the mechanical properties between ASTM A36 STEEL and Hemp fiber

 

An�lise de simula��o em software CAD-CAM de uma estrutura aplicando as propriedades mec�nicas entre ASTM A36 e fibra de c�nhamo

 

Rodrigo Rigoberto Moreno-Pallares ^I

rodrigo.moreno@espoch.edu.ec

https://orcid.org/0000-0003-1877-6942

 

Correspondencia: rodrigo.moreno@espoch.edu.ec

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Ciencias de la Computaci�n

Art�culo cient�fico

 

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*Recibido: 20 de diciembre de 2020 *Aceptado: 09 de enero de 2021 * Publicado: 01 de febrero de 2021

 

 

       I.            Magister en Ingenier�a Industrial y Productividad Msc, Ingeniero Industrial, Formaci�n de Formadores, Escuela Superior Polit�cnica de Chimborazo, Riobamba, Ecuador.

Resumen

El presente estudio es una simulaci�n en el software Solidworks, en el cual nos ayuda a realizar un an�lisis entre las propiedades mec�nicas de ciertos materiales, en este caso este an�lisis se lo realizo entre el material de acero ASTM-A36 que es el material m�s utilizado en la realizaci�n de estructuras met�licas y sus propiedades de resistencia as� mismo como el costo tambi�n la disponibilidad en el sector comercial, y aplicando como nuevo material en el m�dulo del software dando las caracter�sticas mec�nicas que tiene la Fibra de C��amo, para verificar si est� en alg�n momento podr�a sustituir a alg�n metal ya que en la actualidad esta fibra se la puede producir o importar, y esta fibra posee varias aplicaciones que ayudan en el aumento de la resistencia esto se ha visto plasmado en la utilizaci�n de los sectores de la construcci�n y sobre todo por la parte automotriz en la fabricaci�n de partes y piezas mec�nicas. El estudio se realiz� con respecto a las opciones del software que es la tensi�n, desplazamientos y determinar el FDS.

Palabras claves: Simulaci�n; software; material; fibras; resistencia; an�lisis; tensi�n.

 

Abstract

This study is a simulation in Solidworks software, in which it helps us to perform an analysis between the mechanical properties of certain materials, in this case this analysis was carried out between the ASTM-A36 steel material, which is the most used material in the realization of metallic structures and their resistance properties as well as the cost also the availability in the commercial sector, and applying as a new material in the software module giving the mechanical characteristics that the Hemp Fiber has, to verify if it is in At some point it could replace some metal since at present this fiber can be produced or imported, and this fiber has several applications that help in increasing resistance this has been reflected in the use of the construction and especially for the automotive part in the manufacture of mechanical parts and pieces. The study was carried out with respect to the software options that is tension, displacements and determining the FDS.

Keywords: Simulation; software; material; fibers; resistance; analysis; tension.

 

Resumo

O presente estudo � uma simula��o no software Solidworks, no qual nos ajuda a realizar uma an�lise entre as propriedades mec�nicas de determinados materiais, neste caso esta an�lise foi realizada entre o material de a�o ASTM-A36, que � o material mais utilizado. na realiza��o de estruturas met�licas e suas propriedades de resist�ncia bem como o custo tamb�m a disponibilidade no setor comercial, e aplicando como novo material no m�dulo de software dando as caracter�sticas mec�nicas que a Fibra de C�nhamo possui, para verificar se est� em At em algum ponto ela poderia substituir algum metal j� que atualmente esta fibra pode ser produzida ou importada, e esta fibra tem diversas aplica��es que auxiliam no aumento da resist�ncia isto tem se refletido no uso da constru��o e principalmente para a parte automotiva na fabrica��o de mec�nicos partes e pe�as. O estudo foi realizado com rela��o �s op��es de software que s�o tens�o, deslocamentos e determina��o do FDS

Palavras-chave: Simula��o; Programas; material; fibras; resist�ncia; an�lise; tens�o.

 

Introducci�n

La fibra de c��amo es uno de los cultivos m�s antiguos realizado por el hombre. su uso inicia en lo que se conoce como Taiw�n en donde se usaba hilos hechos de esta fibra para moldear figuras de arcilla hechas a mano [5]. En la actualidad se puede encontrar m�s de 10.000 productos hechos a partir del c��amo [3].

En Europa la elaboraci�n de c��amo industrial a nivel mundial la lideraba la Uni�n Sovi�tica, Italia y Yugoslavia [2]. EEUU para la producci�n de sogas y lonas para su uso en los barcos que se preparaban para la guerra [4].

La fibra del c��amo industrial tiene una peculiaridad de bio-almacenamiento de carb�n. Esto quiere decir que mientras el cultivo est� en su tierra absorbe el carb�n en un proceso denominado �bio-captura� [1]. La planta del c��amo en sus ra�ces tiene una caracter�stica de absorci�n de metales pesados que llegan a atraer el carb�n que se encuentra en el suelo [1].

 

Materiales y M�todos

En este momento de dificultad de circulaci�n por problemas de contagio se utiliza el software para realizar la respectiva simulaci�n, con la utilizaci�n de datos plasmados en las diferentes investigaciones as� tomamos en cuenta las caracter�sticas de cada material como se indica en la siguiente tabla:

 

 

Tabla 1: Propiedades intr�nsecas a tracci�n, propiedades espec�ficas para algunas fibras sint�ticas [1].

 

Tabla 2: Tabla propiedades mecanicas del acero ASTM A 36 (tomado del software)

 

Tabla 3: Tabla propiedades mecanicas de la fibra de Ca�amo (creado nuevo material en el software)

 

En este contexto se determinan los valores establecidos de las condiciones mec�nicas de cada material, a la vez posicionando el estudio y relacionando los resultados cabe mencionar que la fibra de c��amo no existe en el software por lo que se realiz� la personalizaci�n de un nuevo material para el estudio.

La determinaci�n de la m�xima tensi�n, desplazamientos y contemplando el FDS, este estudio se lo realizo mediante el dise�o de una estructura de remolque, el cual se lo dise�o como una tuber�a rectangular, aplicando en la parte central en 6 juntas 56,90 Kgf,

 

Figura 1: Aplicaci�n de carga en el software

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Realizando con la simulaci�n de an�lisis est�tico [6], en los dos casos el uno aplicando el material de ACERO ASTM A36 y en el otro aplicando el nuevo material de la fibra de C��amo.

 

Figura 2: Simulaci�n desplazamiento utilizando la Fibra de C��amo

 

 

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Figura 3: Simulaci�n desplazamiento utilizando Acero ASTM A36

�Figura 3: Simulaci�n desplazamiento utilizando la Fibra de C��amo

 

 

Tabla 4: Resultados obtenido de la simulacion

 

Los datos obtenidos indican las condiciones en que se desarrollan cada material as� podemos referirnos a que si se pueden sustituir alg�n elemento.

 

Conclusiones

�              Seg�n los resultados de la simulaci�n, con respecto a las tensiones m�ximas podemos determinar que la fibra de C��amo y el Acero ASTM A36, tienen una importante similitud, en tal caso la carga que soportan se podr�a aumentar.

�              En lo referente al desplazamiento la fibra de C��amo presenta una mayor distancia que es de 8,42mm que si se lo reflejar�a en condiciones de movimiento afectar�a a la estabilidad de la estructura, esto se lo puede resolver si en ese punto del desplazamiento se ubicara un elemento m�s r�gido.

�              En lo referente al factor de seguridad el c��amo presenta mas seguridad en la carga, esto sucede ya que es una fibra y las condiciones de elasticidad que tiene.

�              Seg�n lo expuesto anteriormente el objetivo del estudio es el de verificar si hay un sustituto de material para lo que es el acero m�s comercial, podemos concluir que si, las propiedades de la fibra de c��amo aseguran que es un material muy resistente y flexible.

 

Referencias

1.      Agrofibra S. L. (2004) Informe T�cnico. comercialagrofibra@telefonica.net.�

2.      Ivanovic, M. (Mayo de 2016). History of cultivation and processing of industrial hemp in Slavonia and Baranja. Obtenido de University of Osijek: http://www.efos.unios.hr/repec/osi/eecytt/PDF/EconomyofeasternCroatiayester daytodaytomorrow04/eecytt0418.�

3.      Johnson, R. (2017). Hemp as an agricultural commodity. Washington D.C.: Congressional Research Service.�

4.      Lower, G. (Febrero de 1937). The most profitable crop that can be grown. Obtenido de Mechanical Engineering: http://www.electricemperor.com/eecdrom/HTML/EMP/03/ECH03_02.HTM.�

5.      Schmader, D. (2016). The user�s guide. Seattle: Sasquatch Books.�

6.      Vera, A. (Septiembre 2014). Simulaci�n con Solidworks An�lisis est�tico lineal. Editorial Macro. Lima, Per�.

 

 

 

 

 

2020 por los autores. Este art�culo es de acceso abierto y distribuido seg�n los t�rminos y condiciones de la licencia Creative Commons Atribuci�n-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0)

(https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/).