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Universidad de las Fuerzas Armadas “ESPE-L” Mecánica de Materiales PROYECTO TERCER PARCIAL

Integrantes Bryan Acero David Panchi Fecha 08/17/2020 NRC 8381 Periodo Marzo – Julio 2020

A

INTRODUCCIÓN

Desde la creación del primer vehículo con un motor de combustión interna utilizando gasolina, más tarde comenzó su producción en masa en Francia y Estados Unidos. Desde aquel momento, la población ha visto la adquisición de uno de estos vehículos como algo necesario, la comodidad que trajo consigo la Revolución Industrial se sigue viendo reflejada en la sociedad del siglo XXI. Aunque el mecanismo de las levas no ha sufrido cambios demasiado notables desde su incorporación a los automóviles, su geometría ha ido siendo modificada a lo largo del tiempo con el objetivo de minimizar perdidas de potencia debido al rozamiento. El mecanismo de las levas, aunque simple, ha sido la esencia del movimiento del motor de combustión interna. Unidas gracias a la incorporación de un árbol, éstas son capaces de sincronizar el movimiento de apertura y cierre de las válvulas de la manera más precisa para que se genere la mayor potencia posible durante la explosión en la cámara de combustión. Para garantizar la durabilidad de un elemento tan necesario en la composición del motor, es necesario realizar ensayos y experimentos que pongan a prueba su resistencia a diversos factores como altas temperaturas, vibraciones o el fenómeno de fatiga. Alrededor de este último se desarrollará el presente proyecto. Para la fabricación y solicitaciones mecánicas de elementos de transmisión de potencia se debe seguir la normativa que se menciona en los próximos capítulos.

B

OBJETIVOS

GENERAL 

El objetivo de este proyecto es realizar un análisis de esfuerzos a fatiga y torsión de un árbol de levas para determinar las zonas críticas de rotura, y ciclos estimados de utilización; para ello se hará uso de un modelo realizado en CAD el cual se introducirá en un programa de análisis de Método de Elementos Finitos como la simulación en SOLIDWORKS.

ESPECÍFICOS



Establecer los distintos parámetros como materiales de fabricación, cargas y tipo de mallado del modelo para obtener resultados referentes a las tensiones y distribución de las mismas.



C

FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA

1. Descripción general del funcionamiento de una leva La función principal del mecanismo de levas es el de transformar movimiento rotacional en movimiento de translación. El ejemplo más conocido de funcionamiento de levas es el elemento que se pretende estudiar en este proyecto, el árbol de levas, que como se ha mencionado anteriormente tiene como función principal la apertura y cierre de las distintas válvulas de un motor. De manera general se pueden identificar cuatro regiones principales en el contorno de la leva

(Figura 1):

Figura 1: Nomenclatura leva Autor: Escobar, J.A. (1996).

2. ÁRBOL DE LEVAS

Un árbol de levas es un mecanismo formado por un eje en el que se colocan distintas levas, que pueden tener variadas formas y tamaños, y están orientadas de diferente manera para activar diferentes mecanismos a intervalos repetitivos, como por ejemplo unas válvulas. Es decir, constituye un temporizador mecánico cíclico, también denominado programador mecánico.

2.1 Ubicación del árbol de levas

El árbol de levas es el primer elemento que se puede encontrar en un motor al abrirlo por la parte superior, es decir, la culata (Figura 2).

Figura 2:Culata Autor: Escobar, J.A. (1996).

2.2 Funcionamiento

Dependiendo de la colocación del árbol de levas y la distribución de estas, accionarán directamente las válvulas a través de una varilla como en la primera época de los motores Otto,

sistema SV o lo harán mediante un sistema de varillas, taqués y balancines, es el sistema OHV. Posteriormente, sobre todo desde la aparición de los motores diésel, el árbol de levas ha pasado a la culata, es el llamado sistema SOHC.

Figura 3:Conjunto árbol, válvulas y pistones Autor: Escobar, J.A. (1996).

3. MATERIAL (AISI 4340)

3.1 Descripción

Es un acero bonificado al cromo, níquel, molibdeno, altamente resistente a la tracción, torsión y a cambios de flexión. Insensible al sobrecalentamiento en el forjado y libre de propensión a la fragilidad del revenido. Aplicaciones en partes de maquinaria sometidas a altos esfuerzos, brazo de dirección, cigüeñales, árboles de leva, barras de torsión, embragues, piñones, barras de cardán, ejes de bomba, ejes para aviones, muñones, pernos de alto grado de tensión, rodillos de transportadora, etc.

3.2 Especificaciones Generales: 

Norma: AISI 4340 (705)



Características: Es un acero bonificado al cromo, níquel, molibdeno, altamente resistente a la tracción, torsión y a cambios de flexión. Insensible al sobrecalentamiento en el forjado y libre de propensión a la fragilidad del revenido.



Aplicaciones: Partes de maquinarias sometidas a altos esfuerzos, brazo de dirección, cigüeñales, árboles de leva, barras de torsión, embragues, piñones, barras de cardán, ejes de bombas, ejes para aviones, muñones, pernos de alto grado de tensión, rodillos de transportadora, etc.

3.3 Propiedades Mecánicas:

Las propiedades mecánicas para este tipo de material, se determinan en función a su diámetro y se encuentran distribuidas como en los rangos a continuación (Figura 3).

Figura 3: Propiedades Mecánicas acero (AISI 4340) Autor: Obtenido http://www.acerosotero.cl/ (2020)

3.4 Características Físicas:

Los valores de las características físicas se presentan a temperatura ambiente (Figura 4):

Figura 4: Características Físicas acero (AISI 4340) Autor: Obtenido http://www.acerosotero.cl/ (2020)

4. TORSION

4.1 Descripción

En ingeniería, torsión es la solicitación que se presenta cuando se aplica un momento sobre el eje longitudinal de un elemento constructivo o prisma mecánico, como pueden ser ejes o, en general, elementos donde una dimensión predomina sobre las otras dos, aunque es posible encontrarla en situaciones diversas. La torsión se caracteriza geométricamente porque cualquier curva paralela al eje de la pieza deja de estar contenida en el plano formado inicialmente por las dos curvas. En lugar de eso una curva paralela al eje se retuerce alrededor de él. El estudio general de la torsión es complicado porque bajo ese tipo de solicitación la sección transversal de una pieza en general se caracteriza por dos fenómenos:

Figura 5: Angulo de Torsion Autor: Riley W, (2004)

MAQUINA ENSAYO DE TORSION

Figura 6: Maquina para el Ensayo de Torsion Autor: Riley W, (2004)

La máquina consta de una barra (1), que soporta todas las partes de la misma. Las patas ajustables (2), permiten la nivelación de la máquina. Los mandriles (3, 4) son para fijar las probetas. Del lado derecho de la máquina, se tiene un reductor de velocidad, de tornillo sinfín y rueda helicoidal, en cuya flecha de salida está montado un mandril (3). La base del reductor, está fija en la barra (1) y fijarlo, si se desea, en cualquier punto con la palanca (6) y la cuña (7). El transportador (8) mide aproximadamente los ángulos totales de torsión de la probeta. El volante (9) montado en la flecha de entrada del reductor, permite aplicar el par de torsión Del lado izquierdo de la máquina, se tiene el cabezal con el otro mandril (4) y el sistema electrónico de registro. Este sistema de registro, emplea como transductor una celda de carga

(10) unida al mandril (4) mediante un eje (11), montado sobre baleros (12) para reducir al mínimo la fricción. La cubierta (13) contiene también las partes electrónicas del sistema de registro de la carga. En el display (14) se puede leer el valor del par aplicado a la probeta en kg. - cm. En el lateral derecho, se tiene un interruptor para encender/apagar la máquina (15). En la parte trasera, el fusible de protección (16) y la clavija para conectar la máquina en 115 V. (17). Finalmente, en el lateral derecho del cabezal, se encuentra el ajustador a cero del sistema (18). La máquina se complementa con un "TORSIOMETRO" que permite medir ángulos directamente sobre la probeta. La probeta se coloca entre las mordazas. Se ajusta primero el mandril del lado del cabezal de medición (4) y luego girando el volante (9) se alinean el mandril opuesto (3) y se aprieta. Se hace girar el transportador (8) para ponerlo en la posición de cero. Se enciende la maquina unos 15 minutos antes de empezar a usarla, para permitir que el registrador electrónico entre en régimen. Al encender la máquina, se verá iluminada la pantalla (14). La máquina está lista para aplicar carga a la probeta, lo cual se hace girando el volante (9). Hay que tener en cuenta que una vuelta del volante, corresponde a 6º de torsión de la probeta. Es conveniente aplicar la carga de incrementos de torsión de la probeta de 0.2 a 1.0 grados, por cada incremento, según el material de que se trate. ESFUERZO CORTANTE Y DEFORMACION ANGULAR

Figura 6: Probeta Autor: Riley W, (2004)

La torsión en sí se refiere a un desplazamiento circular de una determinada sección transversal de un elemento cuando se aplica sobre éste un momento torsor o una fuerza que produce un momento torsor alrededor del eje. La torsión se puede medir observando la deformación que produce en un objeto un par determinado. Por ejemplo, se fija un objeto cilíndrico de longitud determinada por un extremo, y se aplica un par de fuerzas al otro extremo; la cantidad de vueltas que dé un extremo con respecto al otro es una medida de torsión. Los materiales empleados en ingeniería para elaborar elementos de máquinas rotatorias, como los cigüeñales y árboles motores, deben resistir las tensiones de torsión que les aplican las cargas que mueven.

𝜑=

𝑇𝐿 𝐺𝐼𝑃

En donde G es el módulo de corte del material de la probeta e 𝐼𝑝 es el momento de inercia polar de la sección transversal de dicha probeta Si los esfuerzos cortantes no sobrepasan el límite de proporcionalidad, dicho esfuerzo se distribuye linealmente, es cero en el eje central de la probeta y tiene un valor máximo en la periferia. 5. FATIGA

5.1 Descripción

Según varios autores, entre las distintas causas de falla de componentes mecánicos, la más común se debe a la fatiga de materiales. Del número total de fallas, las provocadas por fatiga rondan entre el 50% al 90%, siendo en la mayoría de las veces fallas que ocurren de forma inesperada. La fatiga de materiales es una reducción gradual de la capacidad de carga del componente, por la ruptura lenta de ese material, consecuencia del avance casi infinitesimal de las fisuras que se forman en su interior. En la Figura 5 se esquematiza el modo de cálculo de 𝑆𝑒 (límite de resistencia a fatiga) haciendo uso de los Coeficientes de Marin y del límite de resistencia a fatiga sin corregir 𝑆𝑒 ′.

Figura 5: Cálculo de Se Autor: Saenz. L Phd(2020)

5.2 Factores que intervienen

Son diversos los factores que intervienen en un proceso de rotura por fatiga a parte de las tensiones aplicadas. Así pues, el diseño, tratamiento superficial y endurecimiento superficial pueden tener una importancia relativa. 

Diseño El diseño tiene una influencia grande en la rotura de fatiga.Cualquier discontinuidad geométrica actúa como concentradora de tensiones y es por donde puede nuclear la grieta de fatiga. Cuanto más aguda es la discontinuidad, más severa es la concentración de tensiones.



Tratamientos superficiales En las operaciones de mecanizado, se producen pequeñas rayas y surcos en la superficie de la pieza por acción del corte. Estas marcas limitan la vida a fatiga pues son pequeñas grietas las cuales son mucho más fáciles de aumentar. Mejorando el acabado superficial mediante pulido aumenta la vida a fatiga.



Endurecimiento superficial Es una técnica por la cual se aumenta tanto la dureza superficial como la vida a fatiga de los aceros aleados. Esto se lleva a cabo mediante procesos de carburación y nitruración, en los cuales un componente es expuesto a una atmósfera rica en carbono o en nitrógeno a temperaturas elevadas.

D

PROCEMIENTO EXPERIMENTAL

La elaboración del proyecto se ha llevado a cabo de la siguiente manera:

1. Para poder hacer un estudio detallado de las fuerzas que actúan sobre la leva se ha tenido en cuenta características como su geometría, velocidad de rotación o excentricidad del seguidor etc. Para ello se ha hecho uso del programa de CAD SOLIDWORKS con el que se ha realizado el modelo geométrico para posteriormente realizar la simulación y análisis tensional.

Figura 6: Modelado de árbol de levas en SOLIDWORKS

Autor: Acero. B (2020)

2. Después se ha utilizado el módulo de simulación dinámica de este mismo programa que permite modelizar el mecanismo de giro y translación del conjunto leva-seguidor. Estableciendo interacciones entre los contactos se han hallado las gráficas más relevantes como: la fuerza producida por el muelle, la elongación del mismo en función del giro de la leva y la velocidad de ésta. 3. Más tarde, una vez hallados los valores de las fuerzas actuantes en las levas se ha hecho uso del complemento de simulación de SOLIDWORKS el objetivo de hacer un análisis tensional por medio del Método de Elementos Finitos. 4. Por último, ya con los resultados de las tensiones obtenidos, se han escogido las secciones más críticas del árbol y se ha realizado el cálculo a fatiga de cada una de ellas para averiguar cuál es la más vulnerable.

E

RESULTADOS

1. ANÁLISIS DE TORSION Para este problema vamos a tomar en cuenta los siguientes datos donde 𝑇 = 270 𝑁 ∗ 𝑚 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 = 408 𝑚𝑚 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 = 36 𝑚𝑚 𝐺 = 11.6𝑥106

𝑁 𝑚2

En donde utilizando la ecuación del Par torsor que es 𝑇=(

𝐺∅ )𝐽 𝐿

T = Par Torsor G = Modulo de Corte ∅ = Angulo 𝐿 = Longitud 𝐽 = momento de Inercia

Donde despejando de la ecuación el ángulo obtenemos que

∅=

𝑇∗𝐿 𝐺 ∗𝐽

Reemplazando los valores en la ecuación En esta ocasión vamos a tomar al Árbol de levas como un cilindro para hallar su inercia ∅=

270 𝑁 ∗ 𝑚 ∗ 0.408 𝑚 11.6𝑥106

𝑁 𝑚2

∗

𝜋∗0.0362 32

𝑚4

∅ = 0.0746 𝑟𝑎𝑑 Convirtiendo de radianes a grados para mayor comodidad ∅ = 4.27° 2. ANÁLISIS DE FATIGA

Para hierros y aceros forjados se tiene que: 

𝑆𝑒 ′ = 0.5 𝑆𝑢𝑡

 𝑆𝑢𝑡 ≤ 1400 𝑀𝑃𝑎



𝑆𝑒 ′ = 700 𝑀𝑃𝑎

 𝑆𝑢𝑡 ≥ 1400 𝑀𝑃𝑎

Para determinar 𝑆𝑢𝑡 del acero a utilizar, se toma en cuenta los rangos a los rangos proporcionados por la tabla de propiedades mecánicas para el tipo de material, donde se toma en cuenta el diámetro del eje. 𝐷 = 26 𝑚𝑚

Figura 7: Propiedades Mecánicas acero (AISI 4340) Autor: Saenz. L Phd(2020)

𝐷 = 16 𝑚𝑚

 1100 𝑀𝑃𝑎

𝐷 = 40 𝑚𝑚

 1300 𝑀𝑃𝑎

Para 𝐷 = 26 𝑚𝑚: 𝑆𝑢𝑡 = 1183.33 En este caso, como la resistencia última a tracción del acero AISI 4340 es de 1183.33 MPa se hará uso de: 𝑆𝑒 ′ = 0.5 𝑆𝑢𝑡 𝑆𝑒 ′ = 0.5 (1183.33 𝑀𝑃𝑎) 𝑆𝑒 ′ = 591.67 𝑀𝑃𝑎 A continuación, se describen los coeficientes utilizados en este análisis:

2.1 Factor de Acabado Superficial 𝐾𝑎 = Factor de acabado superficial Cuanto peor sea el acabado superficial del elemento de estudio el límite de resistencia a fatiga corregido será menor debido a que la superficie tendrá mayor rugosidad lo que se traducirá en una mayor concentración de tensiones (Figura 8). 𝐾𝑎 = 𝑎𝑆𝑢𝑡 𝑏

Figura 8: Tabla valores “a” y “b” Autor: Saenz. L Phd(2020)

El factor de acabado superficial del elemento de estudio, para este caso vendría a estar dado por: 𝑎 = 272 𝑏 = −0.995 𝐾𝑎 = 𝑎𝑆𝑢𝑡 𝑏 𝐾𝑎 = (272 )(591.67 ) (−0.995) 𝐾𝑎 = 0.475 2.2 Factor De Tamaño 𝐾𝑏 = Factor de tamaño

El factor de tamaño (𝐾𝑏 ), tiene como objetivo tener en cuenta de alguna manera una posible falta de uniformidad en las propiedades del material, y se puede determinar de acuerdo a las ecuaciones a continuación (Figura 9):

Figura 9: Tabla ecuaciones para Kb Autor: Saenz. L Phd(2020)

El factor de tamaño para un eje de 26 mm de diámetro, que representa resultados de flexión y torsión puede expresase como: 𝑑 −0.107 𝐾𝑏 = ( ) = 1.24𝑑 −0.107 7.62 𝐾𝑏 = 1.24(26)−0.107 𝐾𝑏 = 0.875 2.3 Factor De Confiabilidad 𝐾𝑐 = Factor de confiabilidad El factor de confiabilidad tome en cuenta el efecto de las distribuciones estadísticas de las fallas por fatiga del material, como se presentan en la tabla (Figura 10):

Figura 10: Tabla factor de confiabilidad Kc Autor: Saenz. L Phd(2020)

Para este análisis se tomará en cuenta una confiabilidad del 95%, y mediante la tabla se tiene que:

𝐾𝑐 = 0.868 2.4 Factor de Temperatura 𝐾𝑑 = Factor de temperatura La temperatura modifica las propiedades mecánicas de los materiales, la cantidad limitada de datos disponibles indica que el límite de la resistencia a la fatiga de los aceros se incrementa un poco a medida que la temperatura aumenta y luego comienza a disminuir en el intervalo de 400 a 700°C, y se lo determina por:

Para el análisis de un árbol de levas, se tiene que este se encuentra a la temperatura de trabajo de los cilindros del motor donde se produce la combustión la cual esta a aproximadamente 300°C, de forma que el factor de temperatura para este caso está dado por: 𝑇𝐹 = 300°𝐶 𝐾𝑑 = 1 3. LÍMITE DE RESISTENCIA A FATIGA El cálculo de 𝑆𝑒 (límite de resistencia a fatiga) haciendo uso de los Coeficientes de Marin, que se pudieron determinar esta dado por: 𝑆𝑒 = 𝐾𝑎 𝐾𝑏 𝐾𝑐 𝐾𝑑 𝑆𝑒 ′ 𝑆𝑒 = (0.475)(0.875)(0.868)(1)(591.67 𝐾𝑃𝑎) 𝑆𝑒 = 213.45 𝐾𝑃𝑎

F

SIMULACIÓN Y ANÁLISIS

1. SIMULACIÓN DINÁMICA Y ANÁLISIS DE FUERZAS. Una vez halladas las medidas de los distintos radios se puede comenzar con el análisis de fuerzas, éstas pueden descomponerse en tres: la fuerza ejercida por el resorte, las fuerzas de inercia y las fuerzas de fricción. En la Figura se muestra un esquema de actuación de las fuerzas.

Figura 11: Esquema Fuerzas Autor: Aviles. R (2005)

Para ello se ha realizado una simulación dinámica con en el que se ha introducido el diseño de la leva previamente caracterizada geométricamente. Posteriormente se ha añadido una restricción en la que se define la constante de rigidez el resorte utilizado, así como su elongación inicial, después se han implementado la válvula y el radio del rodillo para por último establecer las interacciones entre la leva y el seguidor. Por último, se han impuesto las condiciones de giro de la leva, de esta manera el programa es capaz de realizar una simulación y proporcionar los resultados de la fuerza ejercida por el resorte. La fuerza que produce la compresión del resorte 𝐹𝑅 tiene la forma: 𝐹𝑅 = 𝑘(𝑦 − 𝑦𝑜) Dónde: k = constante de rigidez del muelle = 68.24 N/mm [22] y = compresión del muelle (mm) yo =longitud inicial del muelle (mm) Seguidamente, se presenta la gráfica (Figura 12) en la que se representa la evolución de la fuerza del resorte en función del ángulo girado por la leva.

Figura 12: Fuerza resorte-ángulo leva Autor: Aviles. R (2005)



Para iniciar con la simulación dinámica del árbol de levas, lo primero que se debe establecer son las sujeciones que para este caso son dos ubicadas en los extremos del árbol (Figura 13).

Figura 13: Sujeciones en el árbol de levas Autor: Acero. B (2020)



Seguidamente se determina la fuerza aplicada, la cual para este caso se la ubico en cada una de levas y es la fuerza que ejerce el resorte de la válvula sobre el árbol de levas y que tiene el valor de750 N, representado a continuación (Figura 14).

Figura 14: Determinación de fuerza aplicada Autor: Acero. B (2020)



Una vez determinadolas sujeciones y la fuerza aplicada, se procede al mallado de la pieza el cual para este caso fue uno intermedio (Figura 15) y a continuacion se procede conla simulacion.

Figura 15: Mallado de la pieza Autor: Acero. B (2020)



Ejecutada la simulación se obtienen los resultados tanto de tensiones como de desplazamiento, resultado de aplicar la carga al árbol de levas como se puede evidenciar en las figuras a continuación (Figura 16) y (Figura17) respectivamente:

Figura 16: Resultado de tensión de Von Mises Autor: Acero. B (2020)



De los resultados obtenidos se evidencia que la máxima tensión aplicable en el árbol de levas esta dado por el valor de 4.598 ∗ 107 𝑁/𝑚2 y la mínima tensión es 2.983 ∗ 103 𝑁/𝑚2

Figura 17: Resultado de desplazamientos Autor: Acero. B (2020)



Los desplazamiento que se pueden evidenciaren los rsultos al aplicar la carga estan dados por 2.989 ∗ 10−2 𝑚𝑚 como valormaximo y 8.17 ∗ 10−5 𝑚𝑚 como valor mínimo.

2. SIMULACION DE CARGA AXIAL 3. SIMULACION DE TORSION 

Una vez ya con la pieza realizada en el software SolidWorks procedemos a fijar lo que son las bases de mismo tanto la base inferior como la superior en donde para la inferior le procedemos a colocar una base fija.

Figura 18: Sujeción Fija del Árbol de Levas Autor: Panchi. D (2020)



A continuación fijamos el rodillo deslizante en las caras del Árbol de Levas esto con el fin de que no queremos que cualquier otra influencia de movimiento sobre el eje, en la sujeción aplicación la opción de rodillo para así evitar la flexión, el movimiento axial y radial del eje.

Figura 19: Sujeción Rodillo del Árbol de Levas Autor: Panchi. D (2020)



Una vez teniendo esto ya en cuenta procedemos a aplicar el par torsor que decidimos colocar al Árbol de levas esto en la cara superior del mismo a diferencia de la parte inferior que estaba colocado una sujeción fija

Figura 20: Par Torsor del Árbol de Levas Autor: Panchi. D (2020)



Ya finalizado con esto colocamos lo que consiste en la malla para proceder a simular, en esta ocacion colocaremos una malla gruesa debido a que esta pieza es un poco compleja

Figura 21: Malla del Árbol de Levas Autor: Panchi. D (2020)



Finalmente hallamos lo que es el angulo de torsion que es lo que nos propusistmos en este caso al realizar la simulacion del ensayo de torsion

Figura 22: Simulacion del Árbol de Levas Autor: Panchi. D (2020)

4. SIMULACIÓN DE FATIGA 

Para realizar el analisis de fatiga en el arbol de levas, se toma como referencia el analisis dinamico realizado anteriormente.



Para la simulacion de fatiga, lo primero que se debe establecer son los valores de la curva SN del material que para este caso es un acero (AISI 4340) como se presenta a contiuación (Figura 18):

Figura 18: Curva SN del material para acero (AISI 4340) Autor: Acero. B (2020)



Una vez aplicada la propiedad de la curva SN, se procede a ejecutar la simulación de fatiga en el árbol de levas.

Figura 19: Simulación Porcentaje de daño Autor: Acero. B (2020)

Figura 20: Simulación Vida total Autor: Acero. B (2020)



Debido a que las tensiones alternas en todas las partes del modelo, se encuentran por debajo del valor mínimo de la curva SN, se determina que no se produce daños por fatiga al aplicar esta carga sobre el árbol de levas para 1000 ciclos.



Como resultado general se tiene que el porcentaje de daño en el árbol de levas es de 1.001 ∗ 10−1 , y además que la vida total del mismo hasta este punto es de 1.001 ∗ 106 ciclos.

G

CONCLUSIONES



Al realizar la simulacion del ensayo de Torsion en la pieza pudimo definir que como en este caso tomamon un valor de inercia con respecto a un cilindro este nos da una difrencia con el valor real del Arbol de levas sin embargo al tomar esta consideracion podemos obtener un acercamineto de lo que es el valor real.



Después de haber realizado la simulación con el programa de SOLIDWORKS se han hallado todas las posibles secciones críticas, como se puede apreciar según la simulaion de fatiga todas las secciones son aceptables, es decir, no corren el riesgo de sufrir fractura por fatiga.



Cuando la posición de la leva alcanza su máximo valor de tensión, la deformación de las levas no es llamativa dado que entre las levas y el cojinete no permite que dichas secciones sufran grandes desplazamientos.

H

RECOMENDACIONES 

En la elaboración de este proyecto se ha realizado un estudio que debiera llevarse a cabo por los fabricantes de árboles de transmisión para su posterior instalación en los vehículos. Es necesario comprobar que los elementos mecánicos componentes de un motor cumplen las restricciones necesarias para su correcto funcionamiento.



Tomar en cuenta las unidades del mismo ya que esto puede traer consigo múltiples errores al confundir las unidades en las que se está trabajando lo que ocasiona errores a la hora de realizar la simulación de los respectivos problemas tratados.

I

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Y DE LA WEB

1. - Escobar, J.A. (1996). Stress and fatigue analysis of SVI-tested camshaft lobes 2.- www.fierrosclasicos.com/que-es-el-arbol-de-levas/ 3.-San Román J.L, Muñoz Abella B., López Boada B.(2003), Resistencia a la fatiga de elementos mecánicos. OpenCourseWare, Universidad Carlos III de Madrid, Madrid, 4.-Avilés, Rafael. Análisis de Fatiga en Máquinas. España (2005) 5.- Garcı́a Prada, Juan Carlos; Castejón Sisamón, Cristina; Rubio Alonso, Higinio; Meneses Alonso, Jesús. Problemas resueltos de teoría de máquinas y mecanismos. 2ª Edición. España 2014. 6.- http://frrq.cvg.utn.edu.ar/pluginfile.php/5153/mod_resource/content/1/dise%C3%B1o% 20ejes%20y%20%C3%A1rboles.pdf 7. http://www.acerosotero.cl/acero_inoxidable_aisi_420.html#:~:text 8. Riley W, Mecánica de Materiales. Primera Edición. Limusa Wiley. (2004) Mexico D. F. 708 paginas 9. Mott R. Resistencia de Materiales Aplicada. Tercera Edición. Prectice-Hall Hispanoamericana SA. Mexico D.F., 640 páginas.