Conozca como analizar uniones empernadas con SOLIDWORKS Simulation

Las principales interrogantes al momento de diseñar juntas empernadas están relacionadas con los espesores de las placas de unión y tamaño de los pernos a utilizar. Veamos con un ejemplo sencillo como podemos determinar estos datos mediante las herramientas de SOLIDWORKS Simulation 2020.

Para nuestro ejemplo, trabajaremos con la unión de dos perfiles I 10x11.3 mediante dos placas de 3/8” de espesor y 8 pernos M20 de grado 10.9.

Luego de haber modelado la unión, vamos a crear un estudio estático lineal. Lo primero que haremos será definir el contacto existente entre los componentes. Elegiremos la opción “Sin penetración” ya que no se encuentran soldadas entre sí.

Ahora que tenemos definido el contacto empecemos a definir el conector de perno para los agujeros. Esta herramienta nos solicitará definir si nuestro perno llevará tuerca o irá roscado contra alguna placa junto con el material del cual esta fabricado, por defecto esta establecido como Acero Aleado. Podremos notar también una de las novedades de la versión 2020 que nos muestra un tipo de conexión “Distribuida” que da mayor realismo de esfuerzos a la zona de contacto del conector.

Podemos entregarle también datos mecánicos de la junta como el torque de apriete y el número de hilos que podemos tomarlos de nuestro fabricante. Además, podemos indicarle cuantas placas serán unidas mediante la opción avanzada “Serie de pernos”. Repetiremos este proceso para cada serie de agujeros.

Nos queda ahora asignar una carga para el estudio. Aplicaremos 5Tn distribuidas uniformemente en la zona demarcada de los perfiles. Dependiendo del caso, podemos elegir una partición de la cara personalizada o una distribución no uniforme de la carga.

Luego de mallar y ejecutar el estudio, tendremos ya los resultados de tensiones y deformaciones tanto para las placas como para los perfiles. Desde el trazado de tensiones podemos detectar si la placa utilizada tiene el espesor adecuado y tomar una decisión de cambio de material o modificar su espesor.

En el caso de los pernos encontramos resultados que nos permiten revisar si cumplen con el factor de seguridad necesario junto con las cargas encontradas en estos conectores.

Con estos resultados, podremos tomar decisiones respecto al tamaño de perno a utilizar con lo que tendremos la información completa para optimizar la unión analizada en las fases iniciales del proceso de diseño. Esto se traducirá en una reducción tanto del tiempo de entrega del proyecto como en los costos de material y fabricación asociados al mismo.

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