Comparación de dos métodos para el análisis estructural de un eje estáticamente indeterminado

Angel J. Morales Robles; Martín Ortiz Domínguez; Edgar Cardoso Legorreta; Arturo Cruz Avilés

doi:10.29057/escs.v11i22.12589

Angel J. Morales Robles Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo | Área Académica de Ciencias de la Tierra | Pachuca de Soto-Hidalgo | México https://orcid.org/0009-0003-6810-6565
Martín Ortiz Domínguez Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo | Escuela Superior de Ciudad Sahagún | Ciudad Sahagún-Hidalgo | México https://orcid.org/0000-0003-4475-9804
Edgar Cardoso Legorreta Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo | Área Académica de Ciencias de la Tierra | Pachuca de Soto-Hidalgo | México https://orcid.org/0000-0003-2893-2064
Arturo Cruz Avilés Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo | Escuela Superior de Ciudad Sahagún | Ciudad Sahagún-Hidalgo | México https://orcid.org/0000-0003-0455-1646

DOI: https://doi.org/10.29057/escs.v11i22.12589

Keywords: Static analysis, Macaulay's method, singularity functions, SolidWorks simulation

Abstract

During the preliminary design stage of a power transmission shaft, a static analysis was carried out to determine the reactions, internal forces, moments, stresses and deformations experienced by this element considering that it will be doubly embedded in the real application. The analysis was performed using two methodologies, the first one based on Euler- Bernoulli theory and Macaulay's method modeling the bending moments M(x), slope of the elastic curve θ(x) and deflection y(x) with singularity functions to calculate the possible failure points in the shaft. In the second methodology, a static analysis of the shaft was performed in SolidWorks Simulation and the results obtained by the theoretical method were compared with those of the simulation by the finite element method.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Beer, F. P., Johnston, E. R., DeWolf, J. T., & Mazurek, D. F. (2010a). Deformaciones en un elemento simétrico sometido a flexión pura. En Mecánica de materiales (5a ed., Vol. 238, pp. 213–216). Mc Graw Hill.

Beer, F. P., Johnston, E. R., DeWolf, J. T., & Mazurek, D. F. (2010b). Relaciones entre la carga el cortante y el momento flector. En Mecánica de materiales (5a ed., Vol. 238, pp. 322–332). Mc Graw Hill.

Budynas, R. G. (2012). Funciones de singularidad. En Diseño en ingeniería mecánica de Shigley (8a ed., pp. 73–74). McGraw-Hill.

Chen, X., & Liu, Y. (2018). Beams and frames. En Finite element modeling and simulation with ANSYS Workbench (pp. 57–96). CRC press.

Falsone, G. (2002). The use of generalised functions in the discontinuous beam bending differential equations. International Journal of Engineering Education, 18(3), 337–343.

Flores, M. A., Ortiz-Domínguez, M., & Cruz-Avilés, A. (2020). Recuperación elástica. Ingenio y Conciencia Boletín Científico de la Escuela Superior Ciudad Sahagún, 7(14), 52–57.

González, S. G. (2010). Solidworks simulation (1a ed.). Alfaomega.

Macaulay, W. (1919). Note on the deflection of beams. The Messenger of Mathematics, 48, 129–130.

Ortiz-Domínguez, M. (2018). Proceso de selección del elemento estructural. Ingenio y Conciencia Boletín Científico de la Escuela Superior Ciudad Sahagún, 5(10).

Ortiz-Domínguez, M., & Cruz-Avilés, A. (2022). Determinación del módulo de Young. Ingenio y Conciencia Boletín Científico de la Escuela Superior Ciudad Sahagún, 9(17), 52–63.

Sánchez, Y. M., Domínguez, M. O., Avilés, A. C., González, F. M., Robles, A. M., & Martínez-Martínez, L. E. (2018). Ecuación de la curva elástica. Ingenio y Conciencia Boletín Científico de la Escuela Superior Ciudad Sahagún, 5(9).

Stephen, N. (2007). Macaulay’s method for a Timoshenko beam. International Journal of Mechanical Engineering Education, 35(4), 285–292.

Woge, O. G., Morán, C. O. G., & Chau, A. L. (2020). Introducción al método del elemento finito: Solidworks y Matlab. Ideas en Ciencias de la Ingeniería, 1(1), 27–47.

Zwiers, U. (2020). A Unified Solution to Linear Beam Bending Problems. 30–34.