Diseño y construcción de una máquina de ensayos de fatiga tipo viga en voladizo para el laboratorio de ingeniería mecánica de la Universidad Técnica Estatal de Quevedo
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Date
2021
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Publisher
Quevedo: UTEQ
Abstract
En el presente documento se desarrolló el diseño y construcción de una máquina de fatiga tipo en voladizo para el laboratorio de Ingeniería Mecánica de la Universidad Técnica Estatal de Quevedo con la implementación de ensayos de acero bajo la norma AISI 4140. En base a la necesidad de docentes y estudiantes de realizar ensayos de fatiga. Para la realización previa del diseño de la máquina, se determinaron parámetros iniciales como factores de corrección y lineamientos de la norma ASTM E466 además del esfuerzo al que un material puede ser sometido. Los cálculos de cada elemento se realizaron por el método analítico y mediante el uso de los programas como SolidWorks y MDSolids se realizaron ensayos de comprobación de aplicación de fuerza Los ensayos de fatiga se llevaron a cabo, teniendo en cuenta que, según la carga aplicada, se registraron los ciclos correspondientes en que ocurría la falla o se finalizó la prueba. Los ensayos se realizaron a temperatura ambiente con un examen de la información adquirida por la norma ASTM E739 para determinar la ecuación de resistencia a la fatiga, el límite de resistencia a la fatiga y para enmarcar el diagrama de esfuerzo contra a los números de ciclos (S-log N). Se determinó que la carga máxima a la que puede operar la máquina es de 500 N y que tentativamente el límite de resistencia a la fatiga del acero AISI 4140 templado y revenido es de aproximadamente 513 MPa, contrastado y la hipótesis presenta un error del 1.99.
Description
In this paper we developed the design and construction of a cantilever type fatigue machine for the Mechanical Engineering laboratory of the Quevedo State Technical University with the implementation of steel tests under the AISI 4140 standard, based on the need of teachers and students to perform fatigue tests. For the previous design of the machine, initial parameters were determined as correction factors and guidelines of the ASTM E466 standard in addition to the stress to which a material can be subjected. The calculations of each element were performed by the analytical method and by using programs such as SolidWorks and MDSolids, force application verification tests were performed. Then, at that point, the development and joining of these parts through assembly processes was continued. Fatigue tests were carried out, taking into account that, depending on the applied load, the corresponding cycles in which the failure occurred or the test was terminated were recorded. The tests were performed at room temperature with an examination of the information acquired by the ASTM E739 standard to determine the fatigue resistance equation, the fatigue resistance limit and to frame the stress vs. logarithm of cycles (S-log N) diagram. It was determined that the maximum load at which the machine can operate is 500 N and that tentatively the fatigue strength limit of quenched and tempered AISI 4140 steel is approximately 513 MPa, contrasted and the hypothesis has a 1.99% error.
Keywords
Cálculos, Laboratorio, Diagrama, Ensayos
Citation
Toala Solis, Jordan Reinaldo (2021).Diseño y construcción de una máquina de ensayos de fatiga tipo viga en voladizo para el laboratorio de ingeniería mecánica de la Universidad Técnica Estatal de Quevedo. Quevedo. UTEQ. 149 p.