| Revista: | PÄDI boletín científico de ciencias básicas e ingenierías del ICBI |
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| Número de sistema: | 000578824 |
| ISSN: | 2007-6363 |
| Autores: | Cabal-Velarde, Julio Daniel1 Ferra-Martínez, Nicolás Rafael Samaniego1 Cabal-Velarde, Javier Gustavo2 Guerrero-Serrano, Azdrubal Lobo3 |
| Instituciones: | 1Universidad Aeronáutica de Querétaro, 2Tecnológico Nacional de México, Instituto Tecnológico Superior de Irapuato, 3Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, |
| Año: | 2023 |
| Volumen: | 11 |
| Número: | s/n |
| Paginación: | 119-129 |
| País: | México |
| Idioma: | Español |
| Resumen en inglés | In this work, a program was developed to calculate the bolted joint stiffness, using the DOBROVOLSKI method, the SHIGLEY method, and under an analytical model. In addition, the behavior of the trajectory of the compression cone generated in a bolted joint was analyzed for different sizes of bolts from 0.190 to 0.375 inches in diameter, preloading from 2 to 4 flanges of 0.20 inches thick, that is, varying the grip length. of the bolted joint, using SOLIDWORKS and ANSYS to make a comparative analysis in the solution by both programs. The compression path through the joint is important as it helps us to understand the behavior of the joint stiffness to achieve a higher degree of safety and quality when designing a bolted joint for the aeronautical sector. The results show that it is possible to quantitatively determine the load distribution from a force applied to the joint, as well as its distribution between the bolt and the fastened elements, in addition to providing the force required to separate the joint. From the simulations in ANSYS and SOLIDWORK, it can be concluded that the difference in stiffness of the bolted joints in the compressive zone is a maximum of 10%. This will not represent a significant variation in the calculation of the elastic constant of the bolted joint. Finally, the results show that the analytical model obtained from the different simulations is reliable since there is an elastic constant of the joint of 0.165 (0.375 inches DIA-4 flanges), while 0.17 in ANSYS, and 0.16 in SOLIDWORKS, less than 2% variation. |
| Resumen en español | En este trabajo se desarrolló un programa para calcular la rigidez de la junta atornillada, usando el método de DOBROVOLSKI, el de SHIGLEY, y bajo un modelo analítico obtenido por simulaciones en elemento finito. El espacio de diseño consiste en evaluar el comportamiento de la trayectoria del cono de compresión generado en una junta atornillada para diferentes tamaños de tornillos desde 0.190 a 0.375 pulgadas de diámetro, precargando de 2 a 4 bridas de 0.20 pulgadas de espesor, o sea variando la longitud de agarre de la junta atornillada, usando SOLIDWORKS y ANSYS para hacer un análisis comparativo en la solución por ambos programas. La trayectoria de compresión a través de la junta es importante, ya que nos ayuda a entender el comportamiento de la rigidez de la junta para lograr un mayor grado de seguridad, y calidad a la hora de diseñar una junta atornillada para el sector aeronáutico. Los resultados muestran que es posible determinar de manera cuantitativa la distribución de cargas proveniente de una fuerza aplicada a la junta, así como su distribución entre el tornillo y los elementos sujetados, además de proporcionar la fuerza requerida para separar la junta. De las simulaciones en ANSYS y SOLIDWORK se puede concluir que la diferencia en rigidez de las juntas atornilladas en la zona compresiva es menor al 10%. Lo cual no representará una variación significativa en el cálculo de la constante elástica de la junta atornillada. Finalmente, los resultados muestran que el modelo analítico obtenido de las diferentes simulaciones es confiable ya que se tienen una constante elástica de la junta de 0.165 (0.375 pulgadas DIA-4 bridas), mientras que 0.17 en ANSYS, y 0.16 en SOLIDWORKS, menos del 2% de variación. |
| Palabras clave: | Junta Atornillada, Compresión, Simulación, ANSYS, Rigidez, Elemento Finito |
| Keyword: | Bolted Joint, Compression, Simulation, ANSYS, Stiffness, Finite Element |
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