| Revista: | Dyna (Medellín) |
| Base de datos: | PERIÓDICA |
| Número de sistema: | 000342533 |
| ISSN: | 0012-7353 |
| Autores: | Szwedowicz, Dariusz1 Bedolla, Jorge2 |
| Instituciones: | 1Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico, Departamento de Ingeniería Mecánica, Cuernavaca, Morelos. México 2Instituto Tecnológico de Apizaco, Departamento de Metal-Mecánica, Apizaco, Tlaxcala. México |
| Año: | 2012 |
| Periodo: | Feb |
| Volumen: | 79 |
| Número: | 171 |
| Paginación: | 88-96 |
| País: | Colombia |
| Idioma: | Inglés |
| Tipo de documento: | Artículo |
| Enfoque: | Aplicado, descriptivo |
| Resumen en español | En el artículo se analizan, por medio del método del elemento finito (FE), las concentraciones de esfuerzo en los límites de zonas de contacto nominales que incluyen deslizamiento con fricción. Los elementos mecánicos para el análisis numérico se consideran como una flecha acoplada a un cubo de rueda por medio de aros cónicos deformables. El proceso de refinamiento de malla usado en el modelo discreto garantiza la confiabilidad de los resultados de FE, los cuales muestran un pico de esfuerzo considerablemente mayor al obtenido de la solución analítica, que usualmente se recomienda en guías de diseño de uniones con fricción. Esos picos de esfuerzo resultan en fallas por fatiga de bajos ciclos (LCF) durante el servicio de la unión flecha cubo, porque pueden rebasar el punto de cedencia del material en áreas particulares de la flecha. Además en el estudio se considera el efecto de claros y magnitudes de fricción, entre los componentes mecánicos, y su influencia en la variación del esfuerzo máximo de contacto. Los resultados y conclusiones obtenidos del artículo son aplicables a los procesos de diseño y manufactura de uniones cónicas con fricción, con relación a sus características y tolerancias de ensamble |
| Resumen en inglés | Stress concentrations at the ends of a flat contact including frictional sliding are analyzed in this article by using the finite element (FE) method. The numerical studies are conducted with a shaft coupled to the hub by conical rings. The applied mesh refinement at the contact ends assures the reliability of the FE results, which show significantly higher stress peaks than those obtained from the conventional analytical solution recommended in the design guidelines of the frictional conical joints. These notch stresses result in low cycle fatigue (LCF) failures of the shaft-hub connection in service, since the yield point of the shaft material can be locally exceeded. The effect of clearances among the joint components and magnitudes of the friction coefficient on variations of the maximum stress in the contact are considered as well. The paper’s findings and conclusions are applicable to the design and manufacturing process of the frictional conical joints with regard to assembly tolerances |
| Disciplinas: | Ingeniería |
| Palabras clave: | Ingeniería mecánica, Uniones mecánicas, Esfuerzo de contacto, Fricción, Análisis numérico, Método del elemento finito |
| Keyword: | Engineering, Mechanical engineering, Mechanical joints, Contact stress, Friction, Numerical analysis, Finite element method |
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