Article

Análisis del estado tensional en el contacto de dientes de engranajes cilíndricos mediante el Método de Elementos Finitos.

Ingeniería Mecánica 01/2008;
Source: DOAJ

ABSTRACT En este estudio es usado el Método de Elementos Finitos (MEF) para modelar el contacto bajo carga de los flancos del diente tratados con un proceso de endurecimiento combinado. Este proceso de endurecimiento permite crear tensiones de compresión en las capas superficiales para favorecer la obtención de una mejor resistencia a la fatiga de los elementos de máquinas. En el trabajo se analiza el tránsito de la deformación de elástica a elastoplástica, el desarrollo y distribución de la tensión residual según aumenta la deformación plástica, el complejo campo de tensiones que prevalecen alrededor del contacto de un par de dientes de engranaje durante su funcionamiento y la valoración del límite de fluencia local.Finite Element Method (FEM) is used in this study to model the contact in the gear tooth flanks. In the selection of the combined hardening described in this report was considerate a procedure of hardening directed to generate compression stress in the surface layers for improve the fatigue resistance of machine elements. In this paper are analyzed the following results: the transition from the elastic to elastoplastic deformation, the development of the residual stress distribution with increasing plastic deformation, determination of the complex stress field around the contact of a typical gear teeth during his functioning as well as the determination of local yield strength.

0 Bookmarks
 · 
84 Views
  • Source
    [Show abstract] [Hide abstract]
    ABSTRACT: This work presents a finite element model (FEM) of the residual stresses and strains that are formed after an elasto-plastic hemispherical contact is unloaded. The material is modeled as elastic perfectly-plastic and follows the von Mises yield criterion. The FEM produces contours for the normalized axial and radial displacements as functions of the removed interference depth and location on the surface of the hemisphere. Contour plots of the von Mises stress and other stress components are also presented to show the formation of the residual stress distribution with increasing plastic deformation. This work shows that high residual von Mises stresses appear in the material pile-up near the edge of the contact area after complete unloading. Values are defined for the minimum normalized interference, that when removed, results in plastic residual stresses. This work also defines an interference at which the maximum residual stress transitions from a location below the contact region and along the axis of symmetry to one near to the surface at the edge of the contact radius (within the pile-up).
    Journal of Tribology-transactions of The Asme - J TRIBOL-TRANS ASME. 01/2005; 127(3).
  • Source
  • Source
    [Show abstract] [Hide abstract]
    ABSTRACT: A pesar de que la optimización y el diseño racional de los engranajes han sido temas de muchas investigaciones, aún siguen siendo del interés de muchos especialistas y estudiosos de los engranajes. Las razones fundamentales para este hecho están condicionadas en primer lugar a que el diseño de un engranaje es en extremo complejo debido al número de variables, limitaciones y relaciones que involucra, y por otro lado existe la particularidad de que para cada caso de optimización la función objetivo, las restricciones y las variables independientes son generalmente diferentes. En los últimos años los nuevos sistemas de computación para auxiliar al diseño (CAD) han sido empleados como alternativas para el cálculo de los engranajes, pero la variedad de sistemas y las amplias posibilidades de generación de modelos matemáticos empleados en la evaluación de esfuerzos y deformaciones requieren de una validación de sus resultados a partir de cotejarlos con los procedimientos y normas establecidos por la práctica y la experiencia de años. Es conocido que los resultados de los nuevos sistemas CAD con implementación del método de elementos finitos son generalmente muy dependientes de la forma de generación de los modelos de piezas y conjuntos diseñados por complicados procedimientos, que son tratados cuál una caja negra por los proveedores de estos potentes programas y sistemas en el mercado de la informática. En este sentido, el presente trabajo pretende contrastar los esfuerzos obtenidos mediante el empleo de dos de los más potentes sistemas CAD dirigidos a la aplicación del método de los elementos finitos, como son el Solid Edge y el Cosmo Edge, con los procedimientos de cálculo derivados de las vigentes normas ISO para evaluar la capacidad de carga de los engranajes cilíndricos. En el trabajo se exponen las bases del método de generación del perfil de los dientes de un engranaje cilíndrico de dientes rectos, un algoritmo de calculo de los esfuerzos en la base del diente y la comparación de los resultados obtenidos por uno y otro método.
    Ingeniería Mecánica. 01/2002;

Full-text

View
0 Downloads
Available from