INSTITUTOTECNOLGICO DE ESTUDIOS SUPERIORESDE LOSCABOS.

Por una patria con sabidura y espritu de progreso.

Ingeniera Electromecnica.5IE-01V.

Atayde Serrano David EmilioDiseo ptimoDiseo e Ingeniera Asistido por computadorSan Jos del Cabo, Baja California Sur. Diciembre de 2014. Profesor: Ing. Osiel PicaseoDISEO PTIMOIntroduccinAl comienzo de la etapa industrial los equipos y las maquinarias eran muy robustos, ocupaban mucho espacio y eran poco eficientes, pero eso no causaba inconveniente alguno, debido a que haba todo un mundo de materias primas sin descubrir, y la contaminacin ni si quiera exista como ahora; No fue sino hasta mediados del siglo pasado que el mundo comenz a darse cuenta que las materias prima no iban a durar mucho tiempo y que haba que aprovecharlas al mximo con esto se comenzaron a actualizar las tecnologas del diseo y la manufactura, cambiando as la industria radicalmente, las maquinas ahora son ms pequeas, ms eficientes y eficaces. Esta es la raz de la optimizacin, lograr la satisfaccin de las necesidades con los menores recursos posibles. Otro hecho es que la globalizacin ha obligado a que el diseo y la manufactura estn normados y bajo estndares que faciliten su manejo a travs del globo. Especficamente hablar del diseo.

NormasLa base de estas normativas es el factor de diseo el cual contempla todas las variables que se deben de contemplar al momento de disear, algunos son:Resistencia mecnicaCondiciones trmicasDesgasteFriccinUtilidadFormaPeso RuidoTamaoControlAcabado de superficiesSeguridadMuchos de estos factores tienen que ver con la seleccin del material el cual determinara la resistencia, el desgaste, el acabado superficial, etc. Algunas normas y cdigos que rigen la seleccin de materiales son: Aluminum Association (AA);American Gear Manufactures Association (AGMA);American Institute of Steel Construction (AISC)American National Standards Institute (ANSI);American Society of Mechanical Engineers (ASME);American Society of Testing and Materials (ASTM);Society of Automotive Engineer (SAE);Un Puente entre el diseo y la manufactura es el enfoque DFM (Design for Manufacturing) el cual obliga que las piezas diseadas sean fciles de fabricar y de ensamblar, todo esto para reducir costos econmicos y de tiempo.Algunos organismos que se encargan de normalizar el diseo son:PAISABREVIATURAORGANISMO

InternacionalISOOrganizacin Internacional de Normalizacin

EspaaUNEInstituto de Racionalizacin y Normalizacin

AlemaniaDINComit de Norma Alemn

RusiaGOSTOrganismo Nacional de Normalizacin Sovitico

FranciaNFAsociacin Francesa de Normas

InglaterraBIInstituto de Normalizacin Ingles

ItaliaUNIEnte Nacional Italiano de Unificacin

AmericaUSASIInstituto de Normalizacin para los Estados De Amrica

MxicoNOMNorma Oficial Mexicana

Tcnicas de Optimizacin

El diseo ptimo de un elemento mecnico es la seleccin del material y de los valores de los parmetros geomtricos independientes, con el objetivo explcito de minimizar un efecto indeseable o de maximizar un requerimiento funcional, teniendo en cuenta que el elemento satisfaga otros requerimientos funcionales y que otros efectos indeseables sean mantenidos dentro de sus lmites tolerables.En la prctica se utilizan modelos del sistema real para aplicar estudios de optimizacin, que es lo que hemos aplicado en la clase, uno de ellos fue la reduccin de la masa del elemento y otro fue el del cambio de forma geomtrica del elemento, en los dos casos el elemento tena que soportar las carga aplicadas igual o mejor que el elemento que se est optimizando.

Ilustracin 1

Metodologa de las tcnicas de optimizacinLa Metodologa se organiza de la siguiente manera:Observacin e identificacin del problema.- Se define conceptualmente cul es el problema a resolver, se enuncian los objetivos y se establecen hiptesis, se consulta la bibliografa especializada. Se realizan contactos inter-especialistas y por ltimo se elabora una ficha con un pequeo historial resumen de toda la observacin realizada.Formulacin General; Es un problema que lleva una secuencia formulado a partir del paso anterior, existe la formulacin general que es comnmente utilizada en publicaciones cientficas, en ponencias y eventos; Y la formulacin concreta por ejemplo, los informes ejecutivos y los informes de tesis.Construccin del modelo; Se lleva a cabo el diseo mediante tecnologas CAD.Generacin de una solucin; Se examina el modelo para saber si cumple con los requerimiento.Prueba y evaluacin de la solucin; Se realizan anlisis mecnicos, de fluido, de resistencia, etc., para comprobar que el modelo es optimoPerfeccionamiento y desarrollo; En caso de no cumplir con especificaciones se optimiza el modelo.

La teora aplicada se puede demostrar con un ensayo de optimizacin en el cual se aplica en el software SolidWorks.Mtodo manual En la bsqueda del diseo ptimo, necesitar probar diferentes configuraciones, dimensiones, materiales, cargas y sujeciones de geometra de manera manual. Cada vez que realice un cambio, deber volver a ejecutar el anlisis y examinar los resultados.

Mtodo automatizadoLa herramienta Solidworks Simulation al momento de realizar un anlisis de esfuerzos nos da la opcin de optimizar el slido a prueba con los siguientes parmetros:

ObjetivoExpresa su objetivo o metas. Por ejemplo, usted especifica material mnimo.

Variables de diseo o Restricciones de geometraSeleccione las cotas o variables que pueden cambiar y establezca sus intervalos. Por ejemplo, usted especifica que el dimetro de un taladro puede variar de 0.5 a 1 pulgada, mientras que la extrusin de un croquis puede variar de 2 a 3 pulgadas.

Restricciones de comportamientoEstablece las condiciones o restricciones que debe cumplir el diseo ptimo. Por ejemplo, usted especifica que las tensiones, los desplazamientos o las temperaturas no deben exceder determinados valores y la frecuencia natural debe estar dentro de un intervalo especificado

Ilustracin 2

Ilustracin 3ConclusinGracias a la optimizacin de elementos se puede lograr una eficiencia igual o mayor a la que se tena antes de optimizar, adems de que se reducen los costos de produccin cuando el objetivo es reducir la masa. Es por eso que es muy importante para las empresas el diseo ptimo en sus productos.