logo móvil
Contáctanos

Modelado óptimo de un chasis de elevador bajo un escenario de choque basado en la caracterización y validación del material hiperelástico de su sistema de amortiguación

Autores: Giagopoulos, Dimitrios; Arailopoulos, Alexandros; Chatziparasidis, Iraklis

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

Descargar PDF

Acceso abierto

Artículo científico
2022

Modelado óptimo de un chasis de elevador bajo un escenario de choque basado en la caracterización y validación del material hiperelástico de su sistema de amortiguación


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Hiperelástico
Amortiguador
Modelo de material
Análisis de Elementos Finitos
Excitación dinámica
Ensayos experimentales

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 16

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Una amplia variedad de materiales hiperelásticos similares a caucho, que exhiben fuertes relaciones no lineales entre el estrés y la deformación bajo grandes deformaciones, se aplica en varios sistemas mecánicos industriales y aplicaciones de ingeniería que involucran amortiguadores de choque y vibración. En este trabajo se presenta un procedimiento de diseño óptimo de un chasis de ascensor que choca contra un amortiguador hiperelástico en un escenario de falla, aplicable en sistemas mecánicos a gran escala o estructuras industriales de alta importancia bajo excitación dinámica no lineal fuerte. Para la caracterización del amortiguador hiperelástico, se adoptó un modelo de material de Mooney-Rivlin, y se llevaron a cabo una serie de pruebas cuasi-estáticas de compresión en laboratorio. Aplicando una metodología de actualización de modelo estocástico de última generación completamente paralelizable, junto con un software de Análisis de Elementos Finitos (FEA) robusto, preciso y eficiente, se validó el comportamiento hiperelástico del amortiguador bajo deformación uniaxial grande, con el fin de ajustar todos los parámetros del material y desarrollar un modelo FE de alta fidelidad del sistema de amortiguador. A continuación, se llevaron a cabo una serie de ensayos experimentales a escala real in situ utilizando un chasis de ascensor de caso de prueba, representando el escenario de choque en el sistema de amortiguador, después de una caída libre controlada. Se colocó un número limitado de sensores, es decir, acelerómetros triaxiales y galgas extensométricas, en puntos característicos de la estructura real del chasis del ascensor para registrar datos experimentales. Se desarrolló un modelo discreto de Elementos Finitos (FE) del arreglo probado experimentalmente que involucra el chasis del ascensor y el sistema de amortiguador actualizado junto con todas las condiciones de contorno, y se utilizó en el análisis no lineal explícito del escenario de choque. Las propiedades del material de acero y el modelo de material de Mooney-Rivlin actualizado caracterizado se asignaron al chasis del ascensor y al amortiguador, respectivamente. Una comparación directa de los datos numéricos y experimentales validó la fiabilidad y precisión de la metodología aplicada, mientras que los resultados del análisis se utilizaron para rediseñar y optimizar un nuevo diseño de chasis de ascensor, logrando tensiones de diseño mínimas y satisfaciendo los estados límites de servicio.

Otros recursos que podrían interesarte

Temas Virtualpro