Tesis y Trabajos de Investigación PUCP
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Ítem Texto completo enlazado Diseño y optimización de carcasas soldadas para cajas reductoras de engranajes cilíndricos y ejes paralelos mediante el uso de herramientas computacionales(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-03-24) Li Dejo, Gustavo Roberto; Franco Rodriguez, RosendoLa presente tesis tiene por objetivo desarrollar un procedimiento de diseño automatizado de carcasas soldadas de reductores de velocidad de engranajes cilíndricos, ejes paralelos y disposición horizontal. En el primer capítulo se identifican los componentes constructivos de las carcasas y sus variantes. Asimismo, se distinguen los componentes normalizados y se reúne información sobre las consideraciones constructivas que se deben de tener en cuenta al momento de diseñar la carcasa. En el segundo capítulo se utiliza la información recolectada para tipificar las carcasas. Asimismo, se establecen las variables independientes y dependientes y se procede a elaborar el modelo CAD paramétrico correspondiente. En el tercer capítulo se define el modelo de elementos finitos para analizar la carcasa, se determina una estrategia de mallado y se establecen las cargas y restricciones de desplazamiento. El modelo computacional elaborado se utiliza para realizar un análisis preliminar con la finalidad de reducir el número de casos a analizar en el algoritmo final. En el cuarto capítulo se implementa y describe el algoritmo desarrollado para la automatización y optimización del diseño. Toda la implementación fue realizada en el entorno del software Autodesk Inventor, empleando el módulo Inventor Nastran para el análisis por elementos finitos. Finalmente, en el quinto capítulo se pone en práctica el programa elaborado mediante dos ejemplos de aplicación y se comparan los resultados respecto a sus diseños originales. Se concluye que los espesores obtenidos por el algoritmo en todos los casos son menores que el espesor recomendado para carcasas fundidas. Además, se constató que la optimización de los espesores implica un ahorro significativo del volumen de material, el cual alcanza valores de hasta un 45% respecto a carcasas fundidas.Ítem Texto completo enlazado Desarrollo de modelos matemáticos para predecir el comportamiento de conexiones viga-columna tipo chapa frontal extendida basados en datos obtenidos mediante FEA(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-01-21) Llatas Ontaneda, Ysmael David; Franco Rodriguez, RosendoLa presente tesis se enfoca en el comportamiento estructural de la conexión vigacolumna tipo chapa frontal extendida, con el objetivo de construir modelos matemáticos capaces de predecir su comportamiento en base a datos obtenidos mediante simulaciones numéricas. Para este fin se construyó un modelo numérico de elementos finitos de la conexión, donde sus propiedades geométricas y mecánicas fueron parametrizadas empleando el lenguaje APDL del software ANSYS Mechanical. Este modelo se validó con ensayos experimentales reportados por otros autores y se utilizó para elaborar una base de datos con 140 casos de estudio. Como resultados de las simulaciones se obtuvo el comportamiento de la curva momentorotación, así como la resistencia y la rigidez de la conexión para distintos valores de los parámetros geométricos y del momento. Finalmente, se aplicó análisis de regresión no lineal múltiple a esta base de datos con el fin de obtener los modelos matemáticos requeridos. Para validar los modelos matemáticos se realizaron 10 nuevas simulaciones con parámetros geométricos diferentes a los contemplados en la base de datos de los 140 casos. El coeficiente de determinación mínimo encontrado fue de 0.59 y el máximo de 0.99, lo que indica un ajuste aceptable entre los modelos matemáticos y las variables geométricas de la base de datos, si se considera el complejo comportamiento no lineal de esta conexión. Los modelos matemáticos obtenidos permiten calcular de forma práctica el comportamiento estructural de la conexión tipo chapa frontal extendida, que puede controlarse variando los parámetros geométricos y de esta forma adecuarse a los requerimientos del diseño solicitado.