DESARROLLO DE UNA METODOLOGÍA PARA LA VALIDACIÓN DE SIMULACIONES FEM A TRAVÉS DE LA MEDICIÓN DE DEFORMACIONES

Abstract

El presente trabajo de título tiene por requerimiento presentar una metodología para la validación de simulaciones utilizando métodos de elementos finitos. Para validar dichas simulaciones, se creó una maqueta a escala de un harnero, a la cual se le implementaron strain gages. Esta investigación hace una revisión de las distintas etapas en el proceso de estudio de los esfuerzos que se ven involucrados durante la operación de una máquina y los principales aspectos a considerar para una adecuada selección de sensores. La metodología involucra el uso del método de elementos finitos para la determinación de los esfuerzos a los que se ve sometida la maquina en todo su volumen. Para demostrar la efectividad de la metodología se construyó una maqueta de harnero al cual se le realizaron una serie de análisis utilizando el método de elementos finitos. Los resultados de los análisis entregaron información de las deformaciones y esfuerzos a los cuales se ve sometida la maquina durante su funcionamiento. Posteriormente para validar el análisis MEF, se instalaron strain gages en la máquina real para medir las deformaciones que se generan en su estructura. Finalmente se compararon los resultados calculados con los medidos obteniéndose una diferencia menor al 10% entre la simulación y medición. De esta forma se certifica que el modelo virtual representa fielmente el comportamiento físico real. Contar con un modelo que prediga el estado general de la máquina con un acotado grado de error es una información que representa una gran ventaja para cualquier empresa que trabaje con altos estándares de calidad en su producción, asegurando una alta disponibilidad de las maquinas durante su vida útil.This investigation aims to present a methodology for validation of simulations using finite element methods. To validate these simulations, a scale model of a vibrating screen was created, and strain gages were implemented. This investigation makes a review of the different stages in the process of studying the efforts that are involved during the operation of a machine and the main aspects to consider for an adequate selection of sensors. The methodology involves the use of the finite element method for the determination of the stress to which the machine is subjected in all its volume. In order to demonstrate the effectiveness of the methodology, a model of a vibrating screen was constructed and a series of analyzes were carried out using the finite element method. The results of the analyzes provided information on the deformations and stresses to which the machine is subjected during its operation. Later to validate the FEM analysis, strain gages were installed on the real machine to measure the deformations that are generated in its structure. Finally, the calculated results were compared with those obtained, a difference of less than 10% between the simulation and the measurement. In this way, it is validated that the virtual model faithfully represents the real physical behavior. Having a model that predicts the general state of the machine with a limited degree of error is an information that is a great advantage for any company that works with high quality standards in its production, ensuring a high availability of the machines during its useful life