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• David Osorio

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE CAMPECHE

INGENIERÍA EN MANTENIMIENTO PETRÓLEO.

MATERIA: ENSAYOS DESTRUCTIVOS.

CARPETA DE EVIDENCIA.

FACILITADOR: ING. MARCELO MORALES CLEMENTE.

ALUMNO: JESUS ROBERTO GUTIERREZ CERVANTES

GRADO: 8º GRUPO: B-IMP.

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INTRODUCCIÓN En este cuatrimestre lo que hicimos pruebas de dureza de estabilidad del material y cuál podría ser su punto de quiebre o fractura mediante equipos de ensayos destructivos.

OBJETIVO El

alumno

diagnosticará

las

fallas

que

sufren

los materiales

al

estar

sometidos a esfuerzos y ambientes degradantes, para definir las acciones preventivas y correctivas pertinentes que contribuyan a la mejora del plan maestro

de

mantenimiento

y

aseguren

la

fiabilidad en

productivos, mediante el análisis de fallas y pruebas destructivas

los

procesos

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INGENIERÍA EN MANTENIMIENTO PETRÓLEO.

MATERIA: ENSAYOS DESTRUCTIVOS.

UNIDAD 1.

FACILITADOR: ING. MARCELO MORALES CLEMENTE.

ALUMNO: JESUS ROBERTO GUTIERREZ CERVANTES

GRADO: 8º GRUPO: B-IMP.

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE CAMPECHE INTRODUCCIÓN Optimizar las actividades del mantenimiento y las condiciones de operación de los equipos a través de técnicas y herramientas de confiabilidad para incrementar la eficiencia global de los equipos y reducir los costos de mantenimiento como apoyo a la sustentabilidad y la competitividad de la empresa.

OBJETIVO Explicar los tipos de corrosión más comunes en los materiales utilizados en equipos e instalaciones y los factores que la agudizan. Explicar los tipos de degradación por Fatiga, Cavitación, Erosión, Fluencia, Fragilización, Desgaste, Tensiones residuales, en los materiales utilizados en equipos e instalaciones y los factores que la agudizan.

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE CAMPECHE INGENIERÍA EN MANTENIMIENTO PETRÓLEO.

MATERIA: ENSAYOS DESTRUCTIVOS.

UNIDAD 2.

FACILITADOR: ING. MARCELO MORALES CLEMENTE.

ALUMNO: JESUS ROBERTO GUTIERREZ CERVANTES

GRADO: 8º GRUPO: B-IMP.

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE CAMPECHE INTRODUCCIÓN El alumno caracterizará

los materiales usados en equipo e instalaciones,

mediante los distintos ensayos destructivos, para conocer sus propiedades

OBJETIVO

Explicar la finalidad, los tipos y las características de los ensayos destructivos mecánicos estáticos .Explicar la finalidad, los tipos y las características de los ensayos destructivos mecánicos dinámicos.

Dirección de Mantenimiento.

INGENIERIA EN MANTENIMIENTO PETROLERO. Asignatura: ENSAYOS DESTRUCTIVO Docente: ING. MARCELO MORALES CLEMENTRE Alumno Jesús Roberto Gutiérrez cervantes Fecha:

17/03/2016

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE CAMPECHE

Unidad:

2

Unidad Temática:

Caracterización de materiales

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE CAMPECHE Práctica N°:

1

Nombre Práctica:

de

la

Ensayo de tención o de tracción

Alumno: López Olivas Alan Daniel Objetivo(s): Demostrar cómo funciona la maquina universal para ensayos destructivo con el fin de aprender su uso Marco Teórico: Metodología / Procedimiento: Pasos para un análisis metalográfico • Muestreo Se debe seleccionar una muestra lo mas representativa posible, es decir, si es una falla lo que se pretende analizar se debe tomar el área mas cercana a ella y otra área sana para comparar. La muestra se toma haciendo cortes con sierras manuales si el material es suave o con un disco cortador abrasivo si el material es muy duro, se debe lubricar continuamente para facilitar el corte y evitar el recalentamiento de la muestra.

La muestra no debe ser muy grande porque se dificulta el proceso de pulido y se recomienda hacer un corte en cada dirección (transversal y longitudinal) especialmente para muestras de acero y aleaciones de cobre y aluminio, para poder determinar por medio del grado de orientación de los granos, si el material ha sufrido algún tratamiento o si esta en estado bruto.

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Muestra de acero cortada • Esmerilado brusco o tosco La muestra debe ser de un tamaño fácil de manipular, mientras sea posible. Una muestra blanda se puede aplanar si se mueve lentamente hacia arriba y abajo a través de una superficie de una lima plana poco áspera. La muestra dura o blanda puede esmerilarse burdamente sobre una lija de banda (rotatoria), manteniendo la muestra fría sumergiéndola frecuentemente en agua o aceite (si el material es muy propenso a oxidarse) durante la operación de esmerilado. En todas las operaciones de esmerilado y pulido, la muestra debe moverse en sentido perpendicular a las ralladuras existentes. Esto facilitará darse cuenta del momento en que las ralladuras más profundas, características del abrasivo más fino. El esmerilado continúa hasta que la superficie quede plana y libre de mellas, imperfecciones y todas las ralladuras debidas al corte manual o al disco cortador no son visibles. • Montaje Coloque la muestra sobre el porta muestra con la cara a analizar hacia abajo

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Para que el manejo de la muestra sea más sencillo y seguro y además que al pulir no se pierda nada de las fronteras de la pieza, se acostumbra montarlas en resinas epóxicas acrílicas o baquelita, que son materiales de alta dureza y muy buena resistencia mecánica y a la corrosión. Este montaje se puede hacer en frío o en caliente.

} Estos materiales plásticos se acoplan a la muestra en una prensa de montar especial

•

La muestra y la cantidad correcta de polvo de la resina o baquelita se ponen en el cilindro de la

prensa de montar, de tal manera que la pieza a encapsular quede bien cubierta (3 veces la altura de la muestra).

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Coloque el molde sobre la guía de la placa intermedia de la prensa, con cuidado introduzca el pistón de compresión dentro del molde y deslice el elemento calefactor. Conectar la resistencia de calentamiento para que la baquelita se funda (30 minutos).

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Verifique la temperatura para fusión de la baquelita (135 a 170°C)

Cierre la válvula de alivio del gato y accione la bomba hidráulica por medio de la palanca suministrada hasta que el perno y el pistón estén en contacto. La temperatura se aumenta gradualmente hasta 150 ºC y se aplica una presión de moldeo (aproximadamente 4000 lb/pulg²) simultáneamente.

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE CAMPECHE Cuando la muestra esta totalmente adherida y la resina curada se extrae mientras este caliente. Libere la presión. Destape el molde. Aplique presión para que la probeta sea expulsada del molde.

Las resinas termoplásticos no sufren cura a la temperatura de moldeo sino que adquieren estabilidad al enfriarse. La muestra y la cantidad de polvo de lucita adecuadas se ponen en la prensa para montar y se someten a la misma temperatura y presión que para la baquelita. Una vez alcanzada esta temperatura se quita la bobina de calentamiento y las aletas de enfriamiento se colocan alrededor del cilindro para enfriar la base hasta 75 º C en unos 7 minutos al tiempo que se mantiene la presión de moldeo. Si se saca la base todavía caliente o si se deja enfriar lentamente en el cilindro de moldeo sin sacarla se apocará coima Las muestras pequeñas pueden montarse en forma conveniente para prepararlas metalográficamente en un dispositivo de sujeción hecho en el laboratorio.

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• Pulido electrolítico Es una alternativa de mejora al pulido total pudiendo reemplazar al fino pero muy difícilmente al pulido intermedio. Se realiza colocando la muestra sobre el orificio de la superficie de un tanque que contiene la solución electrolítica previamente seleccionada, haciendo las veces de ánodo. Como cátodo se emplea un material inerte como platino, aleación de níquel, cromo, etc. Dentro del tanque hay unas aspas que contienen en constante agitación al líquido para que circule permanentemente por la superficie atacándola y puliéndola a la vez. Deben controlarse el tiempo, el amperaje, el voltaje y la velocidad de rotación del electrolito para obtener

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE CAMPECHE un pulido satisfactorio. Muchas veces después de terminado este pulido la muestra queda con el ataque químico deseado para la observación en el microscopio. • Ataque Mediante este se hacen visibles las características estructurales del metal o aleación. Mediante un reactivo en la superficie pulida se diferencian claramente las partes de la microestructura. En las aleaciones compuestas de dos o más fases, las componentes se revelan cuando el reactivo ataca a uno o más de estos constituyentes debido a la diferencia en composición química de las fases. En las aleaciones uniformes se obtiene contraste y las fronteras de grano se hacen visibles debido a las diferencias en la rapidez a que los granos son atacados por el reactivo. La diferencia en la rapidez de ataque depende del ángulo entre las secciones de grano con el plano de la superficie pulida. Las fronteras de grano aparecerán como valles en la superficie pulida. Al chocar con la orilla de estos valles, la luz del microscopio se refleja fuera del microscopio, haciendo que las fronteras de grano aparezcan como líneas oscuras. Muestras preparadas para análisis metalalográfico

Una vez que las muestras están preparadas para el análisis metalográfico o microdureza (pulido a espejo), se pueden observar las características deseadas en el microscopio.

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Materiales, Equipos, Manuales y Fichas Técnicas de Equipos: Cantidad Descripción Especificaciones Técnicas 1 Computadora 1 1

Dirección de Mantenimiento.

Maquina universal para ensayos destructivos

INGENIERIA EN MANTENIMIENTO PETROLERO. Asignatura:

Análisis de Resultados: ENSAYOS DESTRUCTIVO En esta práctica se llegó a resultado de cómo hacer un análisis metalográfico la cual nos permitió observar cómo están compuestos Docente: de los metales y sus alea

ING. MARCELO MORALES CLEMENTRE Conclusión: En esta práctica se observó los distintos cambios de la probeta al estirarse apreciamos las Alumno distintas etapas por las cuales paso la probeta (estiramiento, flexión y reventamiento) y en la computadora se obtuvieron los resultados de las etapas por las que paso y se graficaron los ALAN DANIEL LOPEZ OLIVAS resultados obtenidos de la probeta. FRANCISCO JAVIER ORTIZ CRUZ Aplicación en la Industria: JOB GEOVANNI KANTUN HUCHIN GUITIERREZ CERVANTES Se hace una comparativa JESUS de losROBERTO diferentes tipos de materiales y su resistencia para FELIPE SNACHEZ MARTINEZ comprender que tipo de uso pueden tener esos materiales referidos a su dureza y estiramiento. SAMUEL CANO DOMIGEZ Bibliografía: Manual de la maquina universal

Fecha:

19/02/2016

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE CAMPECHE

Unidad:

2

Unidad Temática:

Caracterización de materiales

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE CAMPECHE Práctica N°:

2

Nombre Práctica:

de

la

Ensayo de dureza

Alumno: ALAN DANIEL LOPEZ OLIVAS FRANCISCO JAVIER ORTIZ CRUZ JOB GEOVANNI KANTUN HUCHIN JESUS ROBERTO GUITIERREZ CERVANTES FELIPE SNACHEZ MARTINEZ Objetivo(s): Demostrar cómo funciona la máquina de ensayos de dureza para comprender y medir el diámetro y la huella que deja en la probeta y de esta manera aprender que utilidad tiene en la industria Marco Teórico:

Metodología / Procedimiento: Paso1: colocamos dentro de la maquina universal de comprensión introducimos la probeta y con la ayuda de la bomba hidráulica para sujetarla correctamente.

Paso2: luego con la bomba hidráulica aplicamos fuerza a la máquina universal para aplicarle su compresión a la probeta

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Paso3: luego de aplicarle una fuerza de comprensión a la probeta verificamos en el medidor de fuerza que se aplicó en el bomba

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Paso4: una vez obtenido los datos por medio del programa como se muestra en la imagen obtenida

.Paso5: luego de obtener los resultados,graficaremos los datos ya obtenidos como se muetra en la siguiente imagen ya graficada

Materiales, Equipos, Manuales y Fichas Técnicas de Equipos: Cantidad Descripción Especificaciones Técnicas

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE CAMPECHE 1

Computadora

1

Maquina universal para ensayos de dureza

1

Lupa

1

Probeta de aluminio

Análisis de Resultados: Se llegó al resultado que con los valores de cada uno de los integrantes del equipo y asiendo los cálculos necesarios se llegó a la conclusión de que el diámetro de la huella obtenida en la probeta es de 3.8 mm y el grosor de la probeta que fue una contante la cual era 10 mm. Conclusión: En esta práctica se observó el tipo de dureza de las probetas de aluminio no es siempre igual ya que su elaboración no es siempre de la misma manera y se hicieron pruebas en las cuales calculamos su diámetro de la huella. Aplicación en la Industria: Con las pruebas realizadas se comprendió que se utilizan distintos tipos de materiales ya que para cada tipo de uso que se le vaya a dar al material es el tipo de dureza que se le tiene que otorgar al materia para que su desempeño no sufra daños por excesos de carga Bibliografía: Manual de la maquina universal

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INGENIERÍA EN MANTENIMIENTO PETRÓLEO.

MATERIA: ENSAYOS DESTRUCTIVOS.

UNIDAD 3.

FACILITADOR: ING. MARCELO MORALES CLEMENTE.

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE CAMPECHE ALUMNO: JESUS ROBERTO GUTIERREZ CERVANTES

GRADO: 8º GRUPO: B-IMP.

INTRODUCCIÓN El alumno realizará un análisis de deformación cristalina para identificar posibles causas de fallas de los materiales, fundamentado en técnicas metalográficas.

OBJETIVO Explicar los fundamentos del análisis metalográfico. Explicar los tipos de análisis metalográficos aplicables a las pruebas destructivas y no destructivas.

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CARRERA: I.M.P. EN MANTENIMIENTO INDUSTRIAL ÁREA PETRÓLEO.

ASIGNATURA: ENSAYOS DESTRUCTIVOS. .

ALUMNO: Jesús Roberto Gutiérrez cervantes.

GRADO: “8B- I.M.P”

UNIDAD: lll.

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PROFESOR: ING. MARCELO MORALES CLEMENTE.

FECHA DE ENTREGA: 07 DE MARZO DEL 2016.

INTRODUCCION. En esta práctica les habla sobre la definición de lo que es el análisis metalográfico, sus funciones, fases que lo constituyen para que lo puedan comprender mejor. .

OBJETIVO. Hacer un análisis de deformación cristalina para identificar posibles causas de fallas de los materiales, fundamentado en técnicas metalográficas.

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CONTENIDO DEFORMACIÓN CRISTALINA Y ESTRUCTURAL DEL MATERIAL

Análisis metalográfico. El análisis metalográfico es el estudio microscópico de las características estructurales de un metal o aleación. Es posible determinar el tamaño de grano, y el tamaño, forma y distribución de varias fases e inclusiones que tienen efecto sobre las propiedades mecánicas del metal. El estándar más común para el análisis metalográfico es el ASTM E-3. Fundamentos de la metalografía y metariolografia.

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE CAMPECHE Un material metálico examinado al nivel de Microscopía óptica o electrónica, menor de 5000 aumentos, no es un medio continuo sino un ensamblado de compuestos químicos, de tipo iónico, y fases, soluciones sólidas metálicas, que se asemeja a un empedrado rústico de sillería. Puede definirse la Metalografía como la técnica que revela la organización espacial de fases y compuestos que conforman un material metálico. Igualmente, puede definirse la Metariolografia cuando se aplica a cualquier material. A partir de su propia definición, la Metalografía puede resolver: a) b)

Los Las

diversos

diferentes

formas

y

compuestos tamaños

que

y

adoptan

en

fases. la

estructura.

c) Las diversas configuraciones entre las fases y compuestos. El campo de aplicación de la Metalografía y metariolografia es amplísimo. No sólo es herramienta básica requerida para la caracterización de los metales y aleaciones sino también lo es para materiales compuestos de matriz metálica o de fibras metálicas; así como en los materiales cerámicos, compuestos o no. En el capítulo de resumen ampliaremos las posibles aplicaciones de la metalografía,

una

vez

conocidos

los

principios

de

la

misma.

Etapas del análisis de la técnica metalográfica Los ensayos metalográficos requieren la ejecución de las etapas siguientes: a)

Selección

de

la

muestra.

b)

Preparación

de

las

probetas.

c)

Observación

de

las

probetas.

d) Tratamiento de la información.

La SELECCION DE LA MUESTRA reúne tanto su dimensionamiento como la

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE CAMPECHE ubicación de las probetas y es función del objetivo de la investigación o control de calidad. La

muestra

escogida

debe

satisfacer

las

condiciones

de

amplitud

y

representatividad estadística, más cuando la dimensión de la probeta unitaria se reduce a unos pocos milímetros. Si corresponde a un control rutinario, la selección es por métodos aleatorios. Si, por el contrario, se investiga la causa de un fallo, la probeta debe ser tan próxima como se pueda a su hipotético origen. La probeta puede tener cualquier forma y dimensiones equivalentes a un paralelepídedo de 5 a 15 mm de lado. La EXTRACCION DE LA PROBETA desde la pieza, o producto a ensayar, se realiza mediante corte, manual o con equipo especializado, tronzadora, En cualquier caso debe evitarse cualquier posible calentamiento pues podría modificar el estado del material a ensayar. Las razones de esta alteración, por flujo térmico, se expondrán en unidades posteriores, para evitarlo se emplean equipos de precisión, La etapa de PREPARACION DE LA PROBETA corresponde a un proceso de trabajo ejecutado sobre la misma, que ha de permitir la observación de las peculiaridades de la estructura investigada, por medio del microscopio. Existen dos modos principales de preparación: a) por vía mecánica. b) por vía electrolítica. Ambos métodos serán desarrollados minuciosamente en las experiencias de esta unidad. En ambos casos puede requerirse el montaje de la probeta metálica sobre un soporte plástico, conseguido por proceso de embutición a baja temperatura en una prensa hidráulica.

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OBSERVACION MICROSCOPICA corresponde al análisis

LOS TIPOS DE ANÁLISIS METALOGRÁFICOS APLICABLES A LAS PRUEBAS DESTRUCTIVAS Y NO DESTRUCTIVAS. Microscopía Óptica (MO) Se refiere al uso de microscopios que usen luz visible con el fin de visualizar u observar muestras. Existen varios tipos de microscopía óptica: Microscopio óptico compuesto Tiene varias lentes y usan luz visible como fuente de iluminación. Con sus lentes talladas permite aumentar muchas veces el tamaño de la muestra real gracias a los rayos luminosos que vienen de la fuente de luz y pasan por el condensador hasta llegar a la muestra, luego los rayos pasan a través de la lente del objetivo (lentes de 10X, 40 X y 100X) y puede finalmente observarse la muestra en el ocular (monocular o binocular), mirar la figura 9. Es usado para observar microorganismos vivos o teñidos.

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE CAMPECHE Microscopio de campo oscuro El condensador tiene un disco que bloquea los rayos de luz directa que llegaría a los objetivos, al no tener una luz de fondo directa, la muestra se observa iluminada en los bordes pero con un fondo o campo oscuro; es una técnica muy usada para observar estructuras muy pequeñas como flagelos y espiroquetas por la alta resolución (capacidad de distinguir entre dos puntos) de este tipo de microscopio. Microscopio electrónico de barrido (MEB) Un haz de electrones (haz primario) producido por un cañón pasa las lentes electromagnéticas y la muestra que a su vez libera electrones secundarios de la superficie de ésta que pueden ser capturados, detectados y ampliados para producir una imagen tridimensional en una pantalla. A pesar de tener menor resolución que el MET es muy útil para producir imágenes tridimensionales de superficies de células o virus.

Microscopio electrónico de transmisión (MET)

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE CAMPECHE Un haz o rayo de electrones enfocado por un lente condensador electromagnético se dirige sobre una muestra ultra delgada que es atravesada por los electrones dirigidos hacia lentes electromagnéticas del objetivo, éste se encarga de ampliar la imagen y por último enfocarlos en las lentes electromagnéticas proyectoras sobre una pantalla que fluoresce cuando recibe el impacto de los electrones. Se pueden usar sales de metales pesados para “teñir” las muestras. Como desventajas se destaca que los cortes deben ser ultradelgados, fijados y deshidratados

en

vacío.

No

genera

imágenes

tridimensionales.

Las

microfotografías por ME son a blanco y negro pero son coloreadas desde un ordenador.

CONCLUSION La investigación de esta

3er unidad de ensayo destructivo adquirí nuevos

conocimientos que me ayudaran a tener más formación académica como por ejemplo lo que es un análisis metalográfico y consiste en el estudio microscópico de las características estructurales de un metal o aleación.

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INGENIERÍA EN MANTENIMIENTO PETRÓLEO.

MATERIA: ENSAYOS DESTRUCTIVOS.

UNIDAD 4.

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE CAMPECHE

FACILITADOR: ING. MARCELO MORALES CLEMENTE.

ALUMNO: JESUS ROBERTO GUTIERREZ CERVANTES

GRADO: 8º GRUPO: B-IMP.

INTRODUCCIÓN El alumno categorizará modos y mecanismos, según el tipo de carga al que están sometidos los materiales utilizados en ingeniería, para realizar diagnósticos de fallas.

OBJETIVO Explicar los aspectos, modos y mecanismos de la falla según la teoría mecánica. Explicar los aspectos, modos y mecanismos del deslizamiento y la fisura según la teoría mecánica.

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Análisis de falla Practica 1 de ANSYS unidad 4 Alumno: Jesús Roberto Gutiérrez cervantes Objetivo(s): Fue de categorizar los modos y mecanismos, según el tipo de carga que ha este se le aya sometidos los materiales utilizados en Ingeniería, para realizar diagnósticos de fallas. Marco Teórico: Metodología / Procedimiento:

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Se inicia la práctica con una viga horizontal que tiene de medida 100 cm de largo y una altura de 10 cm que deberá tener una carga de 50N en su parte media. Paso 1: se abre la pestaña preference y seleccionamos structural y le damos ok.

Paso 2: se abre la pestaña de prepocessor ahí se seleccionan

una

serie de opciones en el

siguiente

orden

modeling-createarea-rectangulo

y

por ultimo by 2c para crear el rectángulo.

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Paso 3: con la opción de material props-material mode se le agregan las propiedades del metal y la razón de poinsson con los siguientes datos dados por el profesor.

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Paso 4: se introduce en la pestaña element type-add/edet/delete-type 1plano 183.

Paso 5: seleccionamos real constants-add/edit/delete.

Paso 6: seleccionamos la opción de meshing y le damos en las siguientes pestañas size control-manual size-global-size.

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Paso 7: seleccionamos mesh-area-free y luego seleccionamos plot-nodos

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Paso 8: seleccionamos solution y elegimos las siguientes opciones define loads-applystructural-on nodes.

Paso 10: seleccionamos forcé l momento después las opciones on nodos

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Paso 11: seleccionamos solve después las opciones genera postprect- nodal soluciostrees.

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Paso 12: por último se saca la tabla termografíca para que se vea donde se aplica la fuerza máxima en el punto medio.

Materiales, Equipos, Manuales y Fichas Técnicas de Equipos: Descripción Especificaciones Técnicas

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE CAMPECHE Computadora programa

Toshiba ANSYS

Hoja blanca

Análisis de Resultados:

En la siguiente práctica número 2 se aprendió a utilizar el programa ANSYS con el fin de mejorar nuestros conocimientos en la materia de ensayo destructivo.

Conclusión: La práctica realizada en el salón de clases tuvo la finalidad de aprender a resolver los problemas que se presenten en los materiales. Aplicación en la Industria: En la simulación destructivas en las características de los materiales. Bibliografía:



http://sistemamid.com/pane/bibliotec.pdf

https://alojamientos.uva.es/guia_docente/uploads/2012/455/42620/1/Documento6.pd 

http://www.buenastareas.com/ensayos/Ensayos-Destructivos-MecanicosEstaticos/48213498.html

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INGENIERIA EN MANTENIMIENTO PETRÓLERO ASIGNATURA: ENSAYOS DESTRUCTIVOS.

NOMBRE DE LA PRÁCTICA: DISEÑO DE ESTRUCTURA EN 2 DIMENSIONES.

NOMBRE DEL ALUMNOS: JESÚS ROBERTO GUTIÉRREZ CERVANTES. ALAN DANIEL LÓPEZ OLIVAS.

GRADO Y GRUPO: “8° B-IMP”

PROFESOR: ING. MARCELO MORALES CLEMENTE.

FECHA DE ENTREGA: VIERNES 15 DE ABRIL DE 2016.

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE CAMPECHE Unidad:

IV

Práctica N°:

3

Unidad Temática: Nombre

de

Práctica:

Análisis de falla. la

Diseño de una estructura en 2 dimensiones.

Alumnos: Jesús Roberto gutiérrez cervantes. Alan Daniel López olivas Objetivo(s): Fue el de diseñar y dar a conocer un modelo virtual de una estructura en 2 dimensiones con una carga en dos puntos superiores, simulándolo con la ayuda del programa ANSYS el desplazamiento. Marco Teórico

ANSYS, Inc. Fue fundada en 1970 (Swanson Analysis Systems, Inc.) utilizando aproximadamente 1700 empleados. La mayoría con experiencia en elemento finito y dinámica de fluido computacional. ANSYS desarrolla, comercializa y presta soporte a la ingeniería a través de software de simulación para predecir cómo funcionará y reaccionará determinado producto bajo un entorno real. ANSYS, Inc. es un software de simulación ingenieril. Está desarrollado para funcionar bajo la teoría de elemento finito para estructuras y volúmenes finitos para fluidos. Desventajas del software Ansys. La mayoría de los errores y desventajas de ANSYS, más que basarse en el programa mismo, se basan en el elemento finito utilizado por el programa para realizar los análisis. 1. La solución otorgada por el programa es una compleja mezcla de cálculos discretos. Y los esfuerzos, temperaturas y otras propiedades representan parámetros continuos. Dicho esto, los resultados arrojados por ANSYS son aproximaciones que dependerán del número de elementos utilizados. 2. La geometría del objeto que se deseé analizar, puede generar errores en la solución debido a que si el mallado realizado no mantiene ciertos parámetros en rango

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predeterminados como son los ángulos de las aristas, así como las relaciones de tamaño en las aristas, el método puede fallar en un punto lo cual afecta la convergencia del sistema. 3. La densidad de elementos utilizados se debe ingresar de manera manual. Es decir el usuario debe hacer corridas de ANSYS aumentando consecutivamente la cantidad de elementos utilizados hasta conseguir una convergencia que varíe menos que el criterio de parada utilizado. Esto genera gran costo computacional y de tiempo por parte del usuario. 4. Debido a la utilización de un rango discreto en cuanto a las propiedades de la materia, se debe aumentar la cantidad de puntos en el mallado del objeto en los puntos en que el gradiente de la propiedad analizada sea muy grande para obtener resultados más precisos. 5. El tipo de elemento, así como algunas propiedades son ingresados de forma manual por el usuario. Lo cual genera errores de tipo humano en la utilización de ANSYS, que en ocasiones el programa no muestra una alerta sobre los rangos normalmente utilizados. Metodología / Procedimiento: Mediante la ayuda del profesor se diseñó y simuló una estructura en 2D mediante el programa ANSYS. Paso 1. Lo primero es abrir el programa y se selecciona la pestaña Preferences, luego Structural y Ok para crea una estructura que deseamos.

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Paso 2. Para introducir las propiedades que tendrá nuestra estructura seleccionamos la pestaña Preprocessor, de ahí la opción Material props, Material Model.

Se abrirá una ventana en el cual elegiremos Structural, luego Linear, de ahí Elastic y se abrirá una nueva ventana en el cual ingresaremos el módulo de ion que es 2.07E5 y la razón de Poisson de 0297.

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Paso 3. Se procede crear la estructura en 2D, para ello elegimos la pestaña Element Type, luego Add/Edit/Delete y se abrira una ventana.

En la ventana elegimos Add y se abrirá una nueva ventana en la que seleccionamos Link, luego Actuator 11 y clic en Ok

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE CAMPECHE Paso 4. Ahora crearemos el área transversal, entonces seleccionamos la pestaña Real consta, luego en la ventana que se abre elegimos Add y aparece otra ventana y le damos OK.



En la siguiente ventana que se abre agregamos el valor del área que es 8 y le damos Ok.

Paso 5. Crearemos los puntos de la estructura. 

Seleccionamos la pestaña Modeling, luego Create, de ahí Nodes y después In Active CS y se abrirá una ventana.

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

En la ventana ingresaremos las coordenadas de los puntos: 1. (0, 0), 2. (36, 0), 3. (0, 36), 4. (36, 36) y 5. (72, 36), le damos Apply por cada coordenadas para conservar la ventana abierta.

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

Le damos Ok a la ventana y listo ya hemos creado los puntos de la estructura.

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Paso 6. Unimos todos puntos, para ello elegimos la pestaña Creatas, luego Elemts, de ahí Auto Numbered y Thru nodes, y se abre una ventanita.



Para unir elegimos el nodo 1 y 2 y le damos clic a Apply, luego seleccionamos el nodo 2 y 3 y clic en Apply, de ahí elegimos el nodo 3 y 4 y clic Appy, así sucesivamente hasta unir todos los puntos, luego Ok y listo ya están unidos todos los puntos.

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Paso 7. Restricción de los nodos del eje X y Y en los nodos 1 y 3 de la estructura. 

Para ello, seleccionamos la pestaña Solution, luego Define loads, de ahí Apply, después Displacement, de ahí On nodes y seleccionamos el nodo 1 y Ok.

Ahora restringimos el nodo 3, entonces seleccionamos la pestaña Solution, luego Define loads, de ahí Apply, después Displacement, de ahí On nodes y seleccionamos el nodo 3 y Ok.

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Paso 8. Aplicaremos una fuerza de 500 Newton en los nodos 4 y 5. 

Seleccionamos la pestaña Structural, luego Force/Moment, de ahí On nodes y elegimos el nodo 4 y aparece una ventana.



En la ventana elegimos el eje Y, agregamos la fuerza de -500 N y Ok.

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

luego realizamos lo mismo con el Nodo 5, abrimos la ventanita, seleccionamos el eje Y, ingresamos la fuerza de -500 N y Ok, y ya tenemos restringidos a ambos nodos.

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Paso 9. Cargamos el programa para verificar que hemos hecho todo bien. 

Seleccionamos la pestaña solve, luego Current Ls y nos aparece una ventana donde le damos Ok y nos despliega otra donde dice que sea cargado correctamente.

Paso 10. Visualización el desplazamiento efectuado en la estructura. 

Entonces seleccionamos Plot result, luego Deforme sha, después Contour plut y Nodal solution, y aparecerá una ventana en donde elegimos Dof solution, luego clic

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE CAMPECHE en el eje de las Y, y aparecerá el desplazamiento que se efectuó.

Materiales, Equipos, Manuales y Fichas Técnicas de Equipos: Cantidad Descripción Especificaciones Técnicas 1 Computadoras Toshiba. 1

Libreta

Apuntes .

Análisis de Resultados: Con esta práctica con motivo se realizó este diseño se simulo el desplazamiento que sufre una estructura 2D al ser sometida dos fuerza de 500 Newton cada una. Los valores que se obtuvieron del desplazamiento son dos: un valor mínimo de -875 y un valor máximo de 883.883. Antes de la aplicación.

Después de la aplicación.

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Conclusión: Con esta práctica aprendimos a realizar estructuras más complejas en dos dimensiones. En esta reporte se estableció los parámetros que se deben llevar a cabo para el diseño de una estructura 2D, y se determinó el valor del desplazamiento de la estructura al ser sometidas a dos cargas de 500 Newton. Aplicación en la Industria: En la industria automotriz se utiliza para saber los efectos que tienen los materiales al ser expuestos a diferentes condiciones. Bibliografía: . www.arqhys.com/construccion/ANSYS,history.html www.ansys.com/desventajas-y-concepto.html

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CONCLUSIÓN Por ultimo aprendimos los diferentes tipos de ensayos destructivos con el fin de aprender para después aplicarlo de una forma correcta y bien en una empresa mediante de programas de computadoras.