Fundamentos del Diseño en Ingeniería Mecánica: Procesos y Optimización
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Fundamentos del Diseño en Ingeniería Mecánica
El diseño se define como un proceso innovador y altamente interactivo.
Diseño en Ingeniería Mecánica
Está estrechamente relacionado con la producción y el procesamiento de energía, así como con el suministro de los medios de producción.
Fases e Interacción del Proceso de Diseño
- Análisis: Definición del problema.
- Concepto: Definición de aspectos tangibles.
- Alternativas formales: Bocetos y diagramas que conducen a la producción.
Consideraciones del Diseño
La resistencia requerida por un elemento suele ser un factor determinante para su geometría y dimensiones. Se deben considerar los siguientes aspectos:
- 1. Funcionalidad, 2. Ruido, 3. Resistencia, 4. Estilo, 5. Rigidez, 6. Forma, 7. Desgaste, 8. Tamaño, 9. Corrosión, 10. Control, 11. Seguridad, 12. Propiedades térmicas, 13. Confiabilidad, 14. Lubricación, 15. Utilidad, 16. Comercialización, 17. Costo, 18. Mantenimiento, 19. Fricción, 20. Volumen, 21. Peso, 22. Responsabilidad legal, 23. Vida útil, 24. Capacidad de reciclado, 25. Manufacturabilidad, 26. Superficie.
Herramientas y Recursos
Las microcomputadoras y los paquetes robustos de software proporcionan una gran capacidad para diseñar, evaluar y simular componentes mecánicos.
Herramientas Computacionales
El software para el diseño asistido por computadora (CAD) permite el desarrollo de modelos tridimensionales y la obtención de propiedades como área y distancia entre puntos. En simulaciones de esfuerzo, se utiliza una escala cromática:
- Rojo: Mayor esfuerzo (zona frágil).
- Azul: Zonas más resistentes.
- Verde: Zonas donde el esfuerzo no afecta a la pieza.
Principios de Fabricación y Costos
- Tamaño estándar: Es el principio fundamental para la reducción de costos.
- Tolerancias amplias: Influyen en la factibilidad de fabricación del producto final, cubriendo la variación dimensional y el intervalo de rugosidad superficial.
- Punto de equilibrio: Se alcanza al comparar costos de producción bajo condiciones específicas (cantidad y velocidad), determinando el nivel donde los costos son iguales.
- Esfuerzo y resistencia: La supervivencia de muchos productos depende de cómo el diseñador ajusta el esfuerzo inducido por la carga para que sea siempre menor que la resistencia del material.