Datos técnicos de la malla en posición ascendente 45°

Luego de la parametrización en posición horizontal, se procede a realizar un análisis en posición ascendente a 45° (ver figura 51) por ser el punto más alto que alcanza en ésta dirección el bastidor, teniendo en cuenta la experiencia que se logró con el enmallado en la posición horizontal, se realizará un refinado de malla a un 80%, que es el mayor refinamiento que se logra obtener con los equipos de cómputo que se han estado usando

Figura 51. Factor de seguridad en posición horizontal.

Fuente: Autores – Ansys

Luego de esto se genera un mallado a 45 grados, en la figura 44 se observan la cantidad de nodos y de elementos que se generaron con el enmallado, la relevancia o refinamiento que se uso es de un 60%. Se eligió dicho porcentaje porque agiliza el proceso de enmallado del software, no obstante, en la tabla 4 observamos los resultados de otros enmallados en las tres posiciones (horizontal, ascendente y descendente). A continuación, se describirá la forma en que se generó y los parámetros que se tuvieron en cuenta.

Optimización del sistema estructural de una máquina de rotomoldeo 2000 dual fabricada en la empresa FAMSER LTDA

Figura 52. Calidad de enmallado en posición inclinada 45º.

Fuente: Autores – Ansys

Para las secciones robustas se configura una calidad entre 0,1- 0,5 (10 y 50%) ya que se tiene se conoce que hay un alto grado de probabilidad que la estructura falle en una unión antes que en una sección recta; para las secciones críticas se empleó una calidad en rango de 0,74 – 1 (74 y 100%)

Figura 53. Calidad de enmallado en secciones críticas.

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Luego de esto se procede a aplicar cargas en la posición ya mencionada, se debe tener en cuenta que la carga distribuida (B, C, D Y G en Figura 54) hacen parte de una única carga que es el bastidor, por ende está representan dentro de éstos cuatro ítems.

Figura 54. Fuerzas que actúan sobre la estructura inclinada.

Fuente: Autores – Ansys

Parámetros de entrada 45 Grados Ascendente.

Los parámetros que se emplearán para éste análisis, corresponden a los mismos de la parametrización horizontal, es decir, se usaran tres configuraciones de tubo estructural distintas tal y como se aprecia en la tabla 7, lo anterior se efectúa también con el fin de verificar si estando en una posición distinta la estructura sufre de esfuerzos mayores o menores que los descritos en una posición horizontal.

Tabla 7. Parámetros de entrada y salida a 45 Grados Ascendente.

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Comparando la figura 48 y 55 que corresponden a la estructura en posición horizontal y a 45°, no observamos una diferencia considerable en la deformación total máxima a la cual se somete en un proceso de operación.

Figura 55. Deformación total

Fuente: Autores - ansys

Al comparar el esfuerzo equivalente de la estructura en una posición horizontal e inclinada, vemos que en la horizontal (figura 49) el esfuerzo equivalente máximo es mayor.

Figura 56. Esfuerzo Equivalente

Fuente: autores

Con respecto al factor de seguridad, no es considerable la variación, aun así, se continuará tomando como referencia el factor de seguridad menor que corresponde al análisis de la estructura horizontal.

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Figura 57. Factor de seguridad

Fuente: autores - ansys

En la siguiente tabla (tabla 8), se refleja el factor de seguridad que se lograría con cada configuración de miembros estructurales, como se dijo anteriormente, esta levemente sobre los valores obtenidos en el análisis de la estructura en posición horizontal.

Tabla 8. Resultados de factor de seguridad parametrizando inclinada.

Fuente: autores – ansys.

Teniendo en cuenta que el tubo estructural que arrojó la parametrización fue el de dimensiones 100mm x 100mm x 2.5mm, se procede a buscar el tubo comercial que más se le acerque en el mercado, encontrando que es el de 100mm x 100mm x 3mm, el cual será el que se use. Luego de haber realizado las parametrizaciones anteriores podemos describir lo alcanzado en la tabla no. 9 donde se refleja una disminución de un 15.6% del volumen de la estructura.

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Tabla 9. Resultado función objetivo

VOL. INICIAL (cm3) VOL. ALCANZADO (cm3) DIFERENCIA (cm3) DIFERENCIA (%) 80349 67817 12532 15,6

Luego de ver la reducción en el volumen procedemos a realizar la optimización de las variables de entrada tal y como se ve en la tabla número 10.

Tabla 10. Optimización variables.

VARIABLE DIMENSIONES(mm) SALIDA

GEOMETRÍA FINAL PORCENTAJE DE OPTIMIZACIÓN (%) ANCHO DE LA TUBERÍA(P1) 120 P7 100 16,7 LARGO DE LA TUBERÍA(P2) 120 P8 100 16,7 ESPESOR DE TUBERÍA(P3) 4 P9 3 6,3

De ésta manera solucionamos la función objetivo que se planteó, es de denotar que la parte matemática y los cálculos los realiza ANSYS mediante todas las iteraciones, simulaciones y parametrizaciones que realiza.

Figura 58. Comparativa estructura inicial vs estructura Parametrizada.

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Como se ve en las imágenes anteriores el factor de seguridad tiende a disminuir, no obstante, se mantiene alto éste factor, lo que nos conlleva a concluir que es viable hacer el cambio de dimensiones del miembro estructural.