Browsing by Author "CARRASCO BUSTAMANTE, FRANCISCO JAVIER"
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Thesis DETERMINACIÓN DE VIDA A LA FATIGA EN EJE DE TURBINA FRANCIS, APLICACIÓN UTILIZANDO ANSYS(2015-09) CARRASCO BUSTAMANTE, FRANCISCO JAVIER; CARRASCO BUSTAMANTE, FRANCISCO JAVIER; PERAZZO MAGGI, FRANCO (Profesor Guía); PÉREZ POZO, LUIS (Profesor Correferente); Universidad Técnica Federico Santa María. Departamento de Ingeniería MecánicaEl diseño de máquinas, vehículos y estructuras, requiere de un correcto uso de los materiales para asegurar que una falla estructural no ocurra. La seguridad, la confiabilidad, la durabilidad y los requerimientos económicos han sido el objetivo de ingenieros y diseñadores para poder comprender el comportamiento mecánico de los materiales en situaciones dinámicas y complejas, y así, ser aplicado a un fenómeno conocido como fatiga. Estudios demuestran que entre el 80 y 90 por ciento de todas las fallas estructurales ocurren a través de un proceso de fatiga. Además, los costos económicos asociados a estas fallas por fatiga se podrían reducir en cerca de un 30 por ciento con la aplicación de la tecnología en la predicción fatiga [1]. Por tanto, el incremento de altos costos, las nuevas tecnologías, máquinas y equipos sofisticados, además de la interacción con vidas humanas en su servicio, hacen necesario confiar y asegurar un buen funcionamiento, y especialmente, un diseño adecuado y preciso. En este trabajo se desarrolla un análisis para estimar la vida a la fatiga del eje de una turbina Francis, a través de métodos teóricos y simulación numérica computacional basada en el método de elementos finitos (MEF). El eje es parte de un sistema de generación de energía y es sometido a cargas dinámicas durante su operación. El problema surge desde una solución práctica para la fijación axial de algunos deflectores, y ciertamente, se modifica la geometría con una perforación, de modo que es necesario calcular una nueva resistencia a la fatiga del eje en esta región, junto con su nueva vida a la fatiga. Para desarrollar el análisis de vida a la fatiga en la zona crítica, en primer lugar, se realiza una estimación teórica, con código Matlab, utilizada como una referencia en los resultados, después, y por medio del software ANSYS Mechanical 14.5, el eje es modelado con una geometría equivalente simplificada utilizada para realizar la simulación numérica y análisis por MEF para fatiga. Finalmente, en la sección 5.1 de análisis de resultados, se concluye con los valores obtenidos, la nueva vida a la fatiga del eje es aproximadamente 121,5 [años] y cumple con los requerimientos durante su tiempo de servicio.
