Diseño De Una Máquina De Ensayos De Tracción De 10 Ton. Para La Universidad César Vallejo

Abstract

En esta tesis se realizó el diseñó de una Máquina de Ensayos de Tracción de 10 Toneladas para el Laboratorio de Diseño Mecánico y Manufactura de la Universidad Cesar Vallejo sede Trujillo.

Los requerimientos de la institución se obtuvieron mediante entrevistas a los profesores del área y la revisión de normativa asociada. Se analizaron 06 conceptos diferentes con una matriz de selección para seleccionar el óptimo. Luego, se diseñó la configuración del equipo tomando como base el concepto optimo ganador. A continuación, se realizó el diseño paramétrico de la estructura en dos etapas. La primera etapa considero una GUI-MATLAB parametrizando el espesor de plancha (e) y la resistencia del material (Sy, Sut) para obtener el esfuerzo de Von Mises (𝜎′), el Factor de Seguridad (FS). La segunda etapa se realizó mediante simulación MEF en ANSYS parametrizando el Numero de Soportes Laterales (n) y Configuración de Encajonamiento (A, B, C y D). Continuando se realizó el diseño de selección de partes comerciales y la elaboración de planos (Diseño de Detalle). Finalmente, se realizó el análisis económico del equipo.

Se determinó que las dimensiones del equipo no deberían exceder los 3 m y que este debería ser capaz de evaluar metales ferrosos y no ferrosos comunes. Las matrices de selección brindaron como ganadores al concepto de máquina de tracción hidráulica vertical con cuatro soportes. Se determinó que el espesor mínimo de plancha para la estructura debería ser de 5/8” fabricado de acero AISI1020, con configuración de cajones superior e inferior “D” y 4 barras de soporte para asegurar un FS = 3.43 y vida infinita (N = 3.01 x 10 9 ciclos para falla). Los indicadores TIR, VAN, y ROI tuvieron valores de 28%, 124075.23 al 12% de interés y 0.61. La metodología de diseño de ingeniería facilitó la toma de decisiones en cada parte del proceso. En especial, el diseño paramétrico brindo un panorama claro de selección para los componentes críticos. El equipo es rentable según los indicadores económicos.