Diseño y construcción de un banco de trabajo didáctico para ensayos destructivos de ejes escalonados sometidos a cargas combinadas
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Date
2023-10-30
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Publisher
Universidad Industrial de Santander
Abstract
El objeto del presente trabajo de grado es contribuir con la misión de la de la Universidad Industrial
de Santander de formar profesionales con habilidades en investigación e innovación, para ello, se
diseñó y construyó un banco didáctico destinado a realizar ensayos en ejes escalonados sometidos
a cargas combinadas de flexión rotativa y torsión, estos ejes son propensos a la fatiga debido a las
zonas de transición entre los escalones que actúan como concentradores de tensiones, el banco de
ensayos sigue pautas de la norma ASTM E 606/E606M-21 en cuanto a dimensiones de probetas y
metodología.
Este banco incluye la creación de guías de laboratorio para su utilización y tiene la capacidad de
evaluar ejes con diversos diámetros y aplicar hasta 8 N*m de torsión y 2000 N de flexión a 1810
RPM. La carga de flexión se logra mediante tornillos de potencia, mientras que la carga de torsión
se genera con un freno de disco. El sistema de flexión-torsión se desplaza sobre guías de 3⁄4”, y
todos los datos se registran mediante un sistema de sensores controlado por un microcontrolador
Arduino Uno. Se seleccionó el aluminio 6061-T6 para las probetas, y considerando su curva S-N,
se estimó su vida en ciclos mediante análisis de elementos finitos; se realizaron 12 pruebas
siguiendo el manual STP-588, lo que resultó en un error del 19,43% en comparación con los
valores teóricos, lo que indica la efectividad del banco como una herramienta de enseñanza que
permite una simulación precisa de la realidad.
Description
Keywords
Banco didáctico, Eje, diseño mecánico, Ensayos destructivos, Carga combinadas, ciclo de vida, CAD.