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Hola....Me pidieron realizar una memoria de calculo estructural de un carro que va a soportar una carga viva de 8 Toneladas y tiene una carga muerta de aproximadamente 1 tonelada.

El acero a emplear es el A-36.

El Carro se compone de Vigas IPE 200x22,4 Tal como se muestra en las imagenes adjuntas.

Las medidas totales del carro son de 3000 mm de largo x 1630 mm de ancho x 658 mm de alto.

Tiene unas chapas de soporte de 45 mm de espesor, las cuales se pueden apreciar en los dibujos adjuntos...alguien me ayude porrfavorrrrr...

La verdad es que estoy utilizando el metodo LRFD y las normas AISC 360, pero no se como calcular la resistencia de las chapas y las conexiones.

Les agradezco desde ya por sus siempre buenos aportes.

Por favor que alguien me ayude...o me de un dato de algun software que pueda utilizar para resolver este problema...una vez más agradezco

Software puedes utilizar el SAP2000, el ANSYS Workbench o el Tekla Structure. La modelacion y el analisis los haras con Elementos Finitos (FEM) para obtener los esfuerzos en cada uno de los elementos que componen el carro. Aunque tu problema no es sencillo de resolver tampoco es algo muy complicado, cuando modeles te sugiero que hagas un analisis por fatiga y trabajes con Von Mises.

Sube la geometria en formato *.dwg para mostrarte como puedes modelarla en SAP y ANSYS.

Saludos.

mccloud_1:
Ok...ya tengo el SAP2000 instalado...puedes ayudarme a modelar mi problema??...

Adjunto dibujo en autocad....

Nuevamente muchas gracias!!

ejmalebranv escribió:mccloud_1:
Ok...ya tengo el SAP2000 instalado...puedes ayudarme a modelar mi problema??...

Adjunto dibujo en autocad....

Nuevamente muchas gracias!!

Lo siento....me sale una informacion que dice: La extensión dwg no está permitida.

Adjunta el modelo comprimido en winrar.

Lo primero que tienes que hacer es modelar el carro en 3D en Autocad con elementos tipo 3DFace para importarlos en SAP como Shells.

Muchas gracias...aun no modelo en 3d...pero de todas maneras te envio el archivo

Aqui esta el carro porta motor en 3D, necesito me definas como son las ruedas, coloca varias vistas para ver el ancho, el espesor etc. Si anexas el catalogo es mejor.

Indica tambien donde estaran ubicadas las cargas en el carro y que tipo de cargas son, puntuales, distribuidas, momentos, etc.

La calidad de los materiales tambien es importante, se que los IPE y las planchas son A-36, pero los soportes del motor que material son, asi como las planchas estriadas.

Que tipo de conexiones utilizaras? donde van las soldaduras, y pernos?

Que version de SAP2000 tienes?

Espero tu respuestas.

Saludos.

Muchas muchas gracias...en cuanto a los datos que has solicitado....

Las ruedas son de Poliuretano TR, nucleo de hierro fundio...te adjunto ficha tecnica...son las de 400 mm...poseen una capacidad de carga de 2800 daN.
El rodamiento es axial de bola simple 51208 capacidad de carga 40,8 KN (son 2 ruedas moviles). Además te adjunto los planos de las ruedas.

Todo el acero empleado es en A-36. El tema de las cargas en el carro.

Cargas Vivas: Motor + hombres
Motor: Irá montado sobre las placas de 45 mm (dos delanteras y una tracera).
Hombres: 2 hombres por cada placa diamantada (en total 4 hombres).

El tipo de conexion será por soldadura 70/18...se supone biselado (o corte) de vigas (en sus alas o patin) para ser introducidas de manera que halla el mayor contacto posible para ser soldadas.

El tema del pasador que se utilizará para arrastrar el carro es en acero 1045.

Por último descargué una version Trial de SAP2000 v14 aqui en uno de los foros.


Estoy a la espera de tus preguntas y/o respuestas...una vez más muchas gracias

Encontre un foro donde expilcas como pasar de AutoCad a SAP2000 y dices que el archivo Autocad hay que exportarlo con la extención dxf...pero esa opoción no la tengo en el AutoCad que estoy utilizando (es version 2009), como tengo que hacerlo??

Segun lo que me dices son cuatro hombres operando el motor, ahora para determinar el peso por los operarios consulta la tabla que te adjunto en la cual aparecen los pesos de los hombres segun su estatura.

Para el venezolano la estatura promedio se fija en 1,70m, la cual tambien puede ser asumida para el hombre chileno el cual mide en promedio 1,69m. El peso maximo por cada hombre seria de 72Kg. a esto le sumo la ropa y los equipos de seguridad mas las herramientas y lo podemos redondear en 80Kg/Hombre.

Si son cuatro entonces tendriamos 4Hombres x 80Kg/Hombre = 320Kg; los cuales los distribuiremos por cada plancha estriada para obtener una carga por m2.

Para la plancha estriada de 1490x795mm tendriamos un area de 1,18455m2 por lo tanto la carga viva distribuida seria de 135Kg/m2.
Para la plancha estriada de 1500x675mm tendriamos un area de 1,0125m2 por lo tando la carga viva distribuida seria de 158Kg/m2.

Ahora tienes que definir cuanta carga se distribuye en cada una de las placas de asiento por el peso del motor, esta no es una carga variable sino carga muerta super impuesta.

Muchas gracias nuevamente...pero porque dices que el motor es una carga muerta superimpuesta???....porque el carro solo sirve para tranportar y realizar mantenciones en el motor por lo cual, pienso que deberia ser una carga viva ciclica...es decir no permanente....podrias explicarme un poco mas porfavor??

ejmalebranv escribió:Encontre un foro donde expilcas como pasar de AutoCad a SAP2000 y dices que el archivo Autocad hay que exportarlo con la extención dxf...pero esa opoción no la tengo en el AutoCad que estoy utilizando (es version 2009), como tengo que hacerlo??

Para crear el archivo en dxf debes emplear el comando guardar como (save as...) y luego cambias la extension en el comand line tal como te muestro en la imagen adjunta.

Saludos.

ejmalebranv escribió:Muchas gracias nuevamente...pero porque dices que el motor es una carga muerta superimpuesta???....porque el carro solo sirve para tranportar y realizar mantenciones en el motor por lo cual, pienso que deberia ser una carga viva ciclica...es decir no permanente....podrias explicarme un poco mas porfavor??

Se considera como muerta super impuesta porque una vez que se coloca sobre el carro la carga no puede realizar movimientos sobre los elementos que lo conforman tal como lo harian los operarios, aunque esta sera ciclica.

Saludos.

Te coloco el modelo en 3D de los elementos que se tienen que considerar para el analisis. Luego subire el modelo a ser importado en SAP2000. Voy a borrar el archivo que subi anteriormente.

Saludos.

Para distribuir las cargas utilice una ecuacion super simple y quisiera que me corrigieras, ya que creo que estoy errando en algo.

Segun la imagen adjunta:

La ecuación sería: 2*F1 + F2 =8000 kg (ya que tenemos 2 placas dispuestas de la misma forma y con las mismas dimensiones).

Luego para Calcular 8000kg / Area --> 2F1 + F2 / (2A1 + A2) = 8000 / A

Por lo tanto A = 2*A1 + A2

A2: 600x300 mm = 0,18 m2

A1: (55*2 + 295*pi + 30*2 + 45) x 45 mm = 0,05137974 m2

Entonces A = 0,28275948 m2

Luego 8000/A = 28.293 Kg / m2


Espero tus comentarios...Saludos.

Tienes alguna foto, plano o esquema del motor que va encima del carro?

Si la tienes subela para saber si la carga se distribuye equitativamente en todos sus puntos de apoyo.

OK...gracias por tu ayuda

Aqui te adjunto lo solicitado

Hey la verdad no se como ese motor se apoyara sobre las placas en el carro, pero aparentemente asumir que la distribucion de las cargas es equitativa parece bastante logica.

En cuanto a tu razonamiento no me parece que sea el mas adecuado, pienso que el motor de 8 ton se apoya sobre tres puntos, la plancha de 600x300mm soporta la mitad del peso; es decir 4 ton, y las otras dos placas soportarian 2 ton cada una. habria que ver en que posicion va el motor sobre los apoyos para saber si lo que presumo es cierto o no.

De ser asi, entonces sobre la plancha habria 4.000 Kg / 0,18m2 lo que nos da como resultado 22.222 Kg/m2 y para los otros dos soportes se tiene que el area de contacto es 0,045m2 entonces, 2.000Kg / 0,045m2 nos da como resultado 44.444 Kg/m2

Pero de esto no estoy seguro.

mccloud_1 escribió:Hey la verdad no se como ese motor se apoyara sobre las placas en el carro, pero aparentemente asumir que la distribucion de las cargas es equitativa parece bastante logica.

En cuanto a tu razonamiento no me parece que sea el mas adecuado, pienso que el motor de 8 ton se apoya sobre tres puntos, la plancha de 600x300mm soporta la mitad del peso; es decir 4 ton, y las otras dos placas soportarian 2 ton cada una. habria que ver en que posicion va el motor sobre los apoyos para saber si lo que presumo es cierto o no.

De ser asi, entonces sobre la plancha habria 4.000 Kg / 0,18m2 lo que nos da como resultado 22.222 Kg/m2 y para los otros dos soportes se tiene que el area de contacto es 0,045m2 entonces, 2.000Kg / 0,045m2 nos da como resultado 44.444 Kg/m2

Pero de esto no estoy seguro.

Gracias nuevamente...pero me pregunto porque dices que para los soportes el área de contacto es de 0,045m2...yo pensaba que es es solo el espesor (en decir solo sería 0,045 m), luego eso debería ser multiplicado por (el perímetro de la semicircunferencia + los trozos rectos= longitud total del soporte en contacto)...

Podrías explicarme cual es el procedimiento más adecuado porfavor...gracias

ejmalebranv mientras se define lo de las cargas del motor, adjunto te coloco los archivos generados para la modelacion del carro en cuestion, alli te coloco el archivo con extension Carro Porta Motor SAP2000.sdb y Carro Porta Motor SAP2000.s$k para que continues con la modelacion en tu SAP version 14

En las imagenes siguientes te coloco el proceso para modelar hasta ahora empleado.

Es impresionantemente genial muchas gracias...tus grandes aportes

Bueno aqui te coloco como te lo habia dicho una imagen del modelo del carro en el ANSYS Workbench v10.0, como puedes ver aqui los elementos no estan modelados como shells sino como solidos.

Esta es una herramienta mucho mas potente para el calculo por el metodo de los elementos finitos.

Te doy varias consideraciones para que tengas en cuenta a la hora de hacer el diseño;

1.-Consulta las normas para el calculo de este tipo de carros o vagones de ferrocarriles ya que esta es la que gobierna este diseño, sobre todo en cuanto a los factores de seguridad, combinaciones de carga. Las normas ASD y LRFD no son las mas adecuadas para hacer el analisis.
2.-Considera la tension que se produce por el vehiculo que jalara el carro.
3.-Analiza por fatiga los elementos y verifica los esfuerzos de Von Mises.

Saludos.

Gracias por toda la información...sabes ya han pasado muchas horas desde el último mensaje que me enviaste y estoy tratando de buscar un buen manual de SAP2000 ya que nunca lo había usado y aun no puedo utilizar el metodo de los elementos finitos...me podrías ayudar una vez más porfavor???

Gracias de antemano

Saludos

ejmalebranv te voy dar las pautas para que aprendas a usar el SAP2000 de modo que puedas resolver este y cualquier otro problema que se te presente.

En primer lugar revisa minuciosamente todos y cada uno de los temas y post en el foro de SAP2000 de este portal (eso es algo que yo hice hace tiempo) sin importar si el tema que se trata es de algo que necesites saber y si el tema tiene respuesta o no. Ahora existen mas 40 hojas con 25 temas cada una en la cual se tratan temas diversos y completos sobre metodos, funciones, comandos criterios para emplear esta herramienta.

Anota todo lo que encuentres sobre la forma correcta de utilizar cada uno de los comandos, hazte una especie de manual personal con apuntes para que no se te olvide como se hace ni donde buscar en caso de olvidarlo. Esto tambien lo he hecho y lo sigo haciendo hoy en dia.

Utiliza el internet para consultar las paginas de los proveedores de estos programas para que veas cual es el que mas se ajusta a tus necesidades de calculo y compares.

En la pagina oficial de CSI existe una seccion con videos tutoriales (en ingles) donde se explica en su gran mayoria como se emplea el software para distintos tipos de analisis.

Busca en el foro un post que he publicado hace poco mas de un mes donde doy un link para un curso en linea de SAP2000 por you tube y haz todos los ejercicios que alli aparecen. (Esto tambien lo hice)

Aunque esta en ingles, utiliza la ayuda y la documentacion que trae el programa, que es la mejor ayuda y supera cualquier informacion que pudieras aprender en un curso, puedes utilizar el traductor de google (que es uno de los mejores del mundo) para llevarlo a nuestro idioma y puedas entender.

Haz calculos manuales y con el programa y compara los resultados. Si existe mucha diferencia es porque estas haciendo algun procedimiento mal.

Bueno eso es todo por el momento, ya te ayude muchisimo al modelar el carro y entregarte el archivo SAP ahorrandonte una cantidad enorme de tiempo, ahora lo que te queda a ti es utilizar ese tiempo ahorrado para estudiar y aprender a utilizar el programa, como lo que tienes es una version Trial, solo tienes 30 dias para aprender con ese, a menos que compres una licencia.

Saludos Cordiales.

Esta es una Edicion del Mesaje, habia olvidado decirte que dada la complejidad de tu estudio aqui es importantisimo que hagas una muy buena y refinada malla (mesh) para que los resultados sean confiables.

Tambien debes saber que dentro del modelo que hice he colocado shells ficticios para que sirvan de nexo entre los elementos (planchas estriadas y vigas IPE) ya que por sus espesores los centroides no originan puntos de contacto, esto lo he hecho solo para transmitir las acciones y los esfuerzos unicamente, por lo que debes definirlos como nulos, asignandoles inercias, masas, pesos, espesores y materiales nulos para que no aporten rigidez ni sean considerados en el analisis.

Dentro del modelo tambien he colocado unos Special Joints para que le asignes las restricciones (restrains) y las constricciones (constrains) necesarias

Consulta...tengo que crear los perfiles y asignarlos al modelo cierto....si es asi....no encuentro la manera de crear planchas cuadradas para asignarlas a las placas....una vez mas agradezco de antemano.

Salufos

Tengo un proble para hacer correr el programa...adjunto una imagen...

Saludos

Eso se debe a que tu version es educacional y te limita el analisis a una cantidad especifica de nodos, elementos, shells , etc. Pide al administrador del foro que te de un link donde descargar una version Trial por 30 dias que tenga todos los modulos activados.

Saludos.

Estimados:

Pueden explicar como pasaron los elementos solidos de AutoCad a elementos 3D face. Ya que estoy pegado en este punto y no puedo encontrar la forma que sap2000 me lea el archivo del dxf.

Saludos